Studija slučaja Robotics DFM: Kako smanjiti troškove CNC obrade za 30%

Kada se proračuni za nabavu sudare s idealiziranim inženjerskim nacrtima, proizvodnja staje. Za voditelje nabave i kupce hardvera u sektoru robotike, balansiranje brzih ciklusa ponavljanja proizvoda sa strogim ograničenjima BOM-a (Bill of Materials) je svakodnevna operativna stvarnost. Međutim, kada inženjeri objave CAD datoteke optimizirane isključivo za teoretsku izvedbu, dobiveni citati izdobavljač strojne obrade po narudžbi u Kiničesto premašuju financijsku održivost.

U industrijskim forumima kao što su operateri u radionicama često izražavaju uobičajenu frustraciju: "Kad bi inženjeri znali koliko oštar unutarnji kut košta u vremenu stroja, odmah bi dodali radijuse." Ipak, većina konvencionalnih strojarnica jednostavno daje ponudu točno prema otisku, zanemarujući stopu financijskog trošenja skrivenu unutar geometrije.

U Xiamen Dazao Machineryju, naš standardni protokol nalaže inženjersku intervenciju prije nego što se izreže i jedan čip. Ova studija slučaja smanjenja troškova točno opisuje kako smo primijenili strukturni DFM za robotiku kako bismo smanjili troškove CNC obrade za 30% za pokretanje automatizacije skladišta, bez ugrožavanja strukturalnog integriteta ili mehaničke funkcije.

Izazov robotske proizvodnje: preskupi Al6061 dijelovi šasije

Naš klijent, startup autonomnog mobilnog robota (AMR), poslao jeAl6061-T6središnja ploča šasije za početnu izradu prototipova i kasniju-maloserijsku proizvodnju. Preliminarna analiza troškova označila je komponentu kao komercijalno neodrživu. Ako se proizvodi točno onako kako je nacrtano, šasija bi gurnula ukupnu sastavnicu sklopa za 18% više od ciljane tržišne cijene.

Neposredna geometrijska analiza otkrila je dvije primarne proizvodne prepreke:

1. Pretjerani zahtjevi za postavljanje: Vanjska geometrija i sekundarne strane-značajke diktirale su četiri odvojene postavke fizičke orijentacije.

2. Restriktivni razmaci alata: unutarnji džepovi su radijusa R1,0 mm na dubini od 25 mm.

Glodanje džepa dubokog 25 mm s polumjerom R1,0 mm zahtijeva mikro-krajnje glodalo promjera 2 mm. Produženo izvlačenje alata-uvodi ozbiljne rizike od deformacije, prisiljavajući brzine posmaka da padnu na zanemarive brzine kako bi se spriječio lom alata i održala potrebna tolerancija od ±0,05 mm. Za tvrtku koja se bavi skaliranjem, pronalaženje pouzdane tvornice koja bi mogla izvesti ovaj dizajn u velikim količinama bilo je matematički nemoguće.

Dazao DFM rješenje: Smanjite troškove CNC obrade bez gubitka funkcionalnosti

Za povećanje proizvodnje, agresivni DFM za robotiku bio je obavezan. Naš tim strojarskog inženjerstva pokrenuo je strukturalni pregled s klijentovim inženjerima dizajna kako bi izvršili određene izmjene.

Optimiziranje unutarnjih radijusa kako bi se uklonili mikro-lomovi alata

Duboki unutarnji džepovi namijenjeni su za provođenje žica i razmak od PCB-a-što znači da uglovi nisu u dodiru s oštrim spojnim komponentama. Restrukturirali smo polumjere unutarnjih kutova s ​​R1,0 mm na R3,0 mm.

Ovaj jedini geometrijski pomak omogućio je našim operaterima korištenje standardnih 6 mm karbidnih glodala umjesto krhkog mikro-alata od 2 mm. Veći promjer alata omogućio je agresivnu evakuaciju strugotine i veće stope uklanjanja materijala (MRR). Vrijeme vretena smanjeno je za točno 40%, izravno potiskujući satnicu stroja primijenjenu na dio.

Konsolidacija značajki za smanjenje postavki stroja

Izvorni CAD sadržavao je dvije M4 rupe s navojem na bočnoj strani osi Y-, koje su se koristile za montažu ne-kritičnog nosača senzora. Surađujući s klijentovim timom za montažu, premjestili smo ove montažne točke na primarnu gornju-Z ravninu i prilagodili kut gaza od 3 stupnja na susjednoj strani.

Ova intervencija smanjila je zahtjeve strojne obrade sa skupih5-osno CNC glodanjerad (ili četiri ručna postavljanja 3 osi) na standardno usmjeravanje 3 osi s 2 postavke.

3 Skriveni trošak CNC obrade-Pokretači Većina kupaca nabave propušta

Iako su povećanje radijusa i smanjenje postavki standardne inženjerske prakse, rijetko se raspravlja o temeljnoj poslovnoj mehanici koja utječe na nabavu. Ovo su tri sistemska problema koji povećavaju troškove vašeg opskrbnog lanca.

1. Financijska zamka CAD softvera "Default Fillets"

Mnogi službenici za nabavu nisu svjesni da CAD softverska okruženja (kao što su SolidWorks ili Fusion360) primjenjuju zadane vrijednosti zaobljenja-često 1 mm ili 0,05 inča. Inženjeri često prihvaćaju ove zadane postavke jednim klikom tijekom faze modeliranja, potpuno nesvjesni da ova specifična dimenzija diktira korištenje visoko specijaliziranih, krhkih alata u podu radionice.

Direktiva o inženjerstvu: Timovi za nabavu trebali bi zahtijevati "Default Fillet Check" od svog inženjerskog odjela prije podnošenja STEP datoteka u tvornicu. Uklanjanje proizvoljnih zadanih zaobljenja je najbrži način za smanjenje troškova CNC strojne obrade za najmanje 10% prije nego što zatražite ponudu.

2. Učinak množitelja postavljanja na vrijeme isporuke

Većina literature napominje da se smanjenjem postavki štedi novac. Međutim, za glavnog službenika nabave, stroža kazna je uništavanje brzine proizvodnje. Svaka dodatna postavka djeluje kao množitelj vremena. Jedna dodatna postavka znači dizajniranje još jednog prilagođenog učvršćenja, provođenje još jedne prve inspekcije proizvoda (FAI) i dodavanje još jednog uskog grla u redu čekanja u tvornici.

Pri skaliranju narudžbe od 50 prototipnih jedinica do 500 proizvodnih jedinica, broj postavljanja postaje tvrda gornja granica tvorničkog kapaciteta. Restrukturiranjem šasije u dvije postavke, Dazao Machinery je smanjio ukupno vrijeme proizvodnje s 4 tjedna na 2,5 tjedna.

3. Postavljanje "odbijanja dobavljača" kao ključnog ključnog pokazatelja učinkovitosti nabave

U zajednicama opskrbnog lanca kao što je, ponavljajuća pritužba je da proizvođači jednostavno citiraju naslijepo, bojeći se da će ih odbijanje crteža koštati ugovora. Dobavljač-visoke razine mora imati inženjerski autoritet da kaže "Ne" financijski toksičnoj geometriji.

U tvrtki Dazao Machinery, proaktivno izvješćivanje o DFM-u jeISO9001:2015ovlašteni tijek rada. Ako dostavljena CAD datoteka sadrži nepotrebne dodatne troškove, aktivno vraćamo datoteku s označenim-izvješćem DFM-a. Mjerne vrijednosti nabave trebale bi nagraditi dobavljače koji se odupiru lošem inženjeringu, budući da to trvenje jamči dugoročnu-proizvodnu skalabilnost.

Rezultati projekta: 30% smanjenje troškova i skalabilna proizvodnja

Implementacija ovih DFM načela transformirala je šasiju Al6061-T6 iz skupog uskog grla u visoko skalabilnu, ekonomski održivu komponentu.

"Dazao Machinery nije djelovao samo kao naša strojarska radionica; djelovao je kao vanjska ekstenzija našeg odjela proizvodnog inženjeringa. Njihova DFM analiza izravno je spasila naš BOM cilj za Q3." - Vodeći hardverski inženjer, klijent robotike.

Zaključak: prestanite plaćati "inženjerski porez" na prilagođene dijelove

U sektoru hardvera i robotike fizičke marže profita su krute. Korištenje projektiranog DFM-a zasmanjiti troškove CNC obradene radi se o rezanju kutova ili smanjenju specifikacija materijala; radi se o primjeni inteligentne logike proizvodnje za oduzimanje otpada. Ako vaša trenutna tvornica prilagođenih dijelova izvršava vaše datoteke bez preispitivanja geometrije, aktivno plaćate inženjerski porez na svaku narudžbenicu.