Giải thích về Trung tâm Gia công CNC: Các loại, Thông số kỹ thuật chính và Cách chọn

Một nhà thầu gia công từng mang đến cho chúng tôi bản báo giá cho 2.000 vỏ máy bơm với yêu cầu đơn giản: dung sai lỗ khoan ±0,008 mm, được ghi lại trên mọi bộ phận. Các máy phay thủ công của cửa hàng có thể đạt được con số đó vào một ngày đẹp trời, nhưng không phải ca này nối ca khác và không có hồ sơ đo lường mà khách hàng yêu cầu. Đơn hàng được chuyển đến một xưởng vận hành các trung tâm gia công CNC. Câu hỏi của người chủ sau đó chính xác là câu hỏi mà mọi người mua nên hỏi: tôi thực sự cần loại trung tâm gia công nào và thông số kỹ thuật nào thực sự quyết định liệu nó có kiếm được tiền hay không?

Điều gì xác định một trung tâm gia công CNC?

Đặt một trung tâm gia công bên cạnh máy phay CNC trên sàn xưởng và điểm khác biệt có thể nhìn thấy là bộ thay dao tự động (ATC). Trung tâm gia công CNC là một máy công cụ được điều khiển bằng máy tính được thiết kế để thực hiện phay, khoan, doa, taro và doa trong một thiết lập, kéo công cụ từ tạp chí và thay đổi chúng mà không cần sự can thiệp của người vận hành. Khả năng đó biến hoạt động cắt bằng một dụng cụ duy nhất thành một quy trình tuần tự: máy có thể gia công bề mặt bộ phận, khoan lỗ, khoan các đường kính tới hạn và chạm ren — tất cả chỉ trong một chu trình chương trình.

Tại sao điều đó lại quan trọng về mặt chi phí? Bởi vì mỗi lần thay đổi công cụ thủ công đều là nguồn gốc của sự biến đổi. Dụng cụ nằm trong đầu cặp khác nhau, mô-men xoắn siết chặt của người vận hành khác nhau và trạng thái khởi động trục xoay thay đổi. Một trung tâm gia công sẽ loại bỏ những biến số đó, đó là lý do tại sao khả năng lặp lại chứ không phải tốc độ mới là lý do thực sự khiến các cửa hàng phải nâng cấp. Sơ đồ bên dưới hiển thị các bộ phận chính mà bạn sẽ đánh giá trên bất kỳ trung tâm gia công nào — cột, đầu trục chính với bộ truyền động, bàn làm việc, ổ dao, bảng điều khiển và bệ đỡ toàn bộ cấu trúc.

Để có hướng dẫn chi tiết hơn về cách hệ thống điều khiển phối hợp các thay đổi trục chính, trục và dao, hướng dẫn của chúng tôi về Trung tâm gia công CNC là gì và tại sao nó quan trọng giải thích từng bước vòng điều khiển.

Ba cấu hình chính

Hầu hết mọi trung tâm gia công trên thị trường đều thuộc ba họ. Sự lựa chọn được quyết định bởi hình dạng của phôi, số lượng mặt cần gia công và kích thước của bộ phận.

Trung tâm gia công đứng (VMC)

VMC giữ trục chính vuông góc với bàn. Đây là chế độ mặc định cho các bộ phận phẳng, tấm khuôn, giá đỡ và bất kỳ phôi gia công nào có các tính năng quan trọng có thể truy cập được từ phía trên. Việc thiết lập rất đơn giản vì bàn mở ở ba phía và mức đầu tư ban đầu là thấp nhất trong ba nhóm. Đối với một xưởng cắt các bộ phận sản xuất thông thường có hành trình X lên đến khoảng 1.000 mm, VMC mang lại tỷ lệ công suất trên vốn đầu tư tốt nhất. VMC tiết kiệm EV850 là điểm khởi đầu tiêu biểu cho các cửa hàng bước lên từ phay thủ công.

Trung tâm gia công dọc tiết kiệm EV850 cho các xưởng sản xuất VMC này cung cấp một điểm đầu vào hợp lý cho các cửa hàng chuyển từ phay thủ công, với thiết kế giúp giảm tải cần trục, tiếp cận bảo trì và vận hành HMI một phím. Xem sản phẩm →

Trung tâm gia công ngang (HCM)

Xoay trục chính 90 độ và bạn sẽ có được HCM. Hướng nằm ngang giúp phoi rơi ra khỏi dụng cụ và phôi, giúp cải thiện tuổi thọ dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt trên các lỗ sâu và các chi tiết hình hộp. HCM cũng chấp nhận các bộ thay pallet một cách tự nhiên hơn VMC, do đó, họ thống trị các bộ phận tự động gia công vỏ hộp số, thân van và vỏ bơm với khối lượng từ trung bình đến cao. Trung tâm gia công ngang HCM80 thể hiện cách bố trí đặc trưng: trục chính, cột và hệ thống pallet có thể mở rộng thành ô nhiều pallet.

Trung tâm gia công ngang HMC80 cho tế bào pallet tự động Với trục xoay ngang và cách bố trí thân thiện với pallet, chiếc máy này phù hợp với các bộ phận có lỗ sâu và hình hộp, đồng thời có thể mở rộng sang tự động hóa nhiều pallet cho khối lượng từ trung bình đến cao. Xem sản phẩm →

Trung tâm gia công cổng

Khi phôi vượt quá khoảng 1,5 m trong hành trình X, giàn sẽ tiếp quản. Trục xoay di chuyển trên một cây cầu được đỡ bởi hai cột, trong khi phôi vẫn đứng yên trên bệ máy. Khung khép kín đó cung cấp độ cứng tuyệt vời trên một đường bao lớn, đó là lý do tại sao giàn là thiết bị tiêu chuẩn trong các xưởng khuôn và khuôn mẫu lớn, gia công kết cấu hàng không vũ trụ và gia công tấm nặng. Trung tâm gia công giàn PL2016 là một ví dụ điển hình của giàn cỡ trung với hành trình X 2.000 mm.

Trung tâm gia công giàn PL2016 dành cho phôi gia công cứng lớn Một giàn cỡ trung với hành trình X 2000 mm, được chế tạo cho các công việc khuôn, khuôn, hàng không vũ trụ và tấm lớn, trong đó cần có độ cứng của khung kín trên một đường bao lớn. Xem sản phẩm →

Sự lựa chọn giữa những gia đình này hiếm khi xoay quanh việc cái nào "tốt hơn". Việc lựa chọn giữa VMC và HMC phụ thuộc vào hình dạng bộ phận và kích thước lô - sự so sánh của chúng tôi về VMC vs HMC đưa ra các quy tắc quyết định trong điều kiện thực tế.

Thông số kỹ thuật chính quyết định hiệu suất trong thế giới thực

Bốn nhóm thông số kỹ thuật xác định liệu một trung tâm gia công có hoạt động hiệu quả hay không: hành trình trục, hiệu suất trục xoay, công suất dụng cụ và hệ thống điều khiển. Chúng phải được xem xét dưới dạng một gói, bởi vì một hành trình lớn với trục xoay yếu hoặc ổ chứa dụng cụ nhỏ sẽ gây cản trở cho công việc thực tế bất kể số lượng tài liệu quảng cáo.

Hành trình trục là bộ lọc đầu tiên vì nó xác định kích thước bộ phận tối đa. Theo nguyên tắc thực tế, không mua máy có kích thước bộ phận lớn nhất lớn hơn 70% hành trình danh nghĩa - bạn cần có chỗ cho bàn kẹp, kẹp và khe hở dụng cụ.

Tốc độ trục chính phải phù hợp với vật liệu chủ đạo của bạn. Nếu bạn cắt chủ yếu là thép, trục chính 8.000 vòng / phút là đủ và tạo ra mô-men xoắn tốt hơn ở tốc độ thấp hơn đơn vị 12.000 vòng / phút; nếu bạn cắt nhôm, phạm vi vòng tua máy cao hơn sẽ đáng giá hơn.

Kết hợp máy với bộ phận: So sánh radar

Các chủ cửa hàng thường đánh giá một chiếc máy theo sáu tiêu chí: tính linh hoạt trong thiết lập, độ cứng, hiệu suất sử dụng, tính sẵn sàng tự động hóa, khả năng gia công chi tiết lớn và hiệu quả chi phí. Hãy vẽ ba cấu hình và sự cân bằng sẽ trở nên rõ ràng.

Radar làm cho sự thỏa hiệp trở nên rõ ràng. VMC dẫn đầu về tính linh hoạt và hiệu quả chi phí, đó là lý do tại sao nó vẫn là trung tâm gia công đầu tiên phổ biến nhất. HMC dẫn đầu về tính sẵn sàng tự động hóa và kiểm soát chip — câu trả lời đúng khi cùng một dòng sản phẩm hoạt động trong nhiều tháng. Một giàn dẫn đầu về độ cứng và khả năng chi tiết lớn, nhưng phải trả giá bằng diện tích và chi phí. Chọn thứ nguyên thường xuyên khiến công việc hiện tại của bạn thất bại nhất và để đó làm trục quyết định.

Nơi các trung tâm gia công kiếm được tiền

Các trung tâm gia công CNC được sử dụng trong mọi phân khúc sản xuất chính xác. Mô hình chung là giá trị của phôi càng cao thì tác động tài chính của một lỗi vận hành càng lớn - và trường hợp của các quy trình tự động, lặp lại càng mạnh. Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Khuôn và khuôn: lõi, khoang và giá đỡ điện cực, thường được kết hợp với máy cắt EDM để tạo ra các góc sắc nét bên trong và các chi tiết cứng mà máy cắt không thể chạm tới.
• Ô tô: vỏ hộp số, kẹp phanh, tay lái và thân bơm thuộc dòng từ trung bình đến cao cấp.
• Hàng không vũ trụ: các sườn cấu trúc, vách ngăn và các bộ phận nguyên khối có thành mỏng, nơi việc loại bỏ vật liệu cao và độ cứng là rất quan trọng.
• Y tế và điện tử: vỏ dụng cụ, nguyên mẫu cấy ghép, khuôn đầu nối và bộ tản nhiệt có dung sai chặt chẽ và số lượng lô nhỏ.

Trong các xưởng sản xuất khuôn mẫu, cách phân chia phổ biến và hiệu quả là để cho trung tâm gia công thực hiện 70–80 phần trăm việc loại bỏ vật liệu và sử dụng CNC EDM cho hình dạng mà máy cắt quay không thể tạo ra. Sự kết hợp đó giải thích tại sao các nhà sản xuất khuôn có xu hướng đầu tư vào cả hai công nghệ hơn là đặt cược vào một công nghệ.

Chi phí sở hữu: Số tiền cộng thêm sau 5 năm

Giá mua là con số dễ thấy nhất nhưng lại là con số hữu ích nhỏ nhất. Trong 5 năm, chi phí sở hữu một trung tâm gia công bao gồm dụng cụ và vật dụng gia công, bảo trì, năng lượng, thời gian lập trình và chi phí cho không gian sàn. Một chiếc máy chạy hai ca có thể phù hợp với mức giá của nó trong vòng 18 đến 24 tháng; cùng một cỗ máy chạy sáu giờ một ngày có thể mất tới năm năm. Mua dung lượng bạn thực sự có thể tải.

Giá tương đối giữa các lớp chỉ là sự khởi đầu. Công việc và dụng cụ thường tăng thêm 10–20 phần trăm vào giá mua cho bộ công việc đầu tiên. Năng lượng và vật tư tiêu hao là một dây chuyền nhỏ hơn, nhưng bảo trì thì không: VMC cỡ trung cần dịch vụ kiểm tra trục chính và bôi trơn theo lịch trình cố định và việc trì hoãn công việc đó sẽ tạo ra kiểu hư hỏng cổ điển trong đó dung sai bị lệch và máy bị hỏng trong quá trình đặt hàng sản xuất thay vì trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch.

Điểm bảo trì bảo vệ khoản đầu tư

Kế hoạch bảo trì để giữ cho trung tâm gia công hoạt động chính xác không phức tạp nhưng phải được thực hiện theo lịch chứ không phải theo lịch trình khủng hoảng:

• Mỗi ca - kiểm tra nồng độ chất làm mát, bôi trơn đường và nhiệt độ trục chính; lắng nghe tiếng cắt bất thường.
• Hàng tuần - kiểm tra các cảm biến kẹp và cánh tay chứa dụng cụ; làm sạch côn trục chính.
• Hàng tháng - kiểm tra các giá trị phản ứng ngược và bù trục; kiểm tra cách che chắn cho chip.
• Hàng quý - chạy thử nghiệm thanh bi để xác minh độ chính xác của đường tròn và đường chéo.
• Hàng năm — căn chỉnh hình học đầy đủ, hiệu chỉnh cân và bảo dưỡng hệ thống bôi trơn.

Bảo trì theo lịch trình là loại bảo hiểm rẻ nhất bạn có thể mua. Một trung tâm gia công được duy trì chu kỳ hiệu chuẩn sẽ duy trì được dung sai trong nhiều năm; một cái bị bỏ quên sẽ tiêu tốn những công cụ đắt tiền và phải làm lại rất lâu trước khi nó hỏng hoàn toàn.

Câu hỏi thường gặp về Trung tâm gia công CNC