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

Kada se budžeti nabavke sukobe sa idealizovanim inženjerskim crtežima, proizvodnja se zaustavlja. Za menadžere nabavke i kupce hardvera u sektoru robotike, balansiranje brzih ciklusa iteracije proizvoda sa strogim ograničenjima BOM-a (Bill of Materials) je svakodnevna operativna realnost. Međutim, kada inženjeri izdaju CAD datoteke optimizirane isključivo za teorijske performanse, rezultirajući citati izdobavljač obrade po narudžbi u Kiničesto premašuju finansijsku održivost.

Na industrijskim forumima kao što su operateri u radnjama često izražavaju uobičajenu frustraciju: "Kada bi inženjeri znali koliko oštar unutrašnji ugao košta u vremenu mašine, odmah bi dodali radijuse." Ipak, većina konvencionalnih mašinskih radnji jednostavno citira tačno do otiska, zanemarujući finansijsku stopu sagorevanja skrivenu u geometriji.

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

Izazov u proizvodnji robotike: precijenjeni dijelovi šasije Al6061

Naš klijent, startup autonomnog mobilnog robota (AMR), prijavio jeAl6061-T6centralna ploča šasije za početnu izradu prototipa i kasniju{0}}proizvodnju male količine. Preliminarna analiza troškova označila je komponentu kao komercijalno neodrživu. Ako se proizvede tačno kako je nacrtano, šasija bi pogurala ukupnu BOM za 18% u odnosu na ciljnu tržišnu cijenu.

Neposredna geometrijska analiza otkrila je dvije primarne proizvodne barijere:

1.Preveliki zahtjevi za postavljanje: vanjska geometrija i karakteristike sekundarne strane{1}}diktirale su četiri odvojene postavke fizičke orijentacije.

2. Ograničeni razmaci alata: Unutrašnji džepovi su imali radijus R1,0 mm na dubini od 25 mm.

Za glodanje 25 mm dubokog džepa sa radijusom R1,0 mm potrebna je mikro-krajnja glodalica promjera 2 mm. Produženi izbok alata-uvodi ozbiljne rizike od skretanja, prisiljavajući brzine umaka da padnu na zanemarljive brzine kako bi se spriječio lom alata i održala potrebna tolerancija od ±0,05 mm. Za kompaniju koja se bavi skaliranjem, pronalaženje pouzdane fabrike sposobne da izvrši ovaj dizajn pri velikim količinama bilo je matematički nemoguće.

Dazao DFM rješenje: Smanjite troškove CNC obrade bez gubitka funkcionalnosti

Da bi se povećala proizvodnja, agresivni DFM za robotiku bio je obavezan. Naš tim mašinskog inženjerstva je pokrenuo strukturni pregled sa klijentovim dizajnerskim inženjerima kako bi izvršio specifične modifikacije.

Optimiziranje unutrašnjih radijusa za eliminaciju mikro-loma alata

Duboki unutrašnji džepovi bili su namijenjeni za usmjeravanje žica i čišćenje PCB-a-što znači da uglovi nisu bili povezani sa oštrim komponentama koje se spajaju. Restrukturirali smo radijuse unutrašnjeg ugla sa R1.0mm na R3.0mm.

Ovaj pojedinačni geometrijski pomak omogućio je našim operaterima da koriste standardne glodalice od karbida od 6 mm umjesto krhkih mikro-alata od 2 mm. Veći prečnik alata je omogućio agresivnu evakuaciju strugotine i veće brzine uklanjanja materijala (MRR). Vrijeme vretena se smanjilo za točno 40%, direktno potiskujući satnicu stroja primijenjenu na dio.

Konsolidacija funkcija za minimiziranje podešavanja mašine

Originalni CAD je sadržavao dvije M4 rupe s navojem na bočnoj strani Y-osi, korištene za montiranje ne-kritičnog držača senzora. U saradnji sa timom za montažu klijenta, premjestili smo ove tačke montaže na primarnu gornju-Z ravan i podesili ugao promaja od 3 stepena na susjednoj površini.

Ova intervencija je smanjila zahtjeve strojne obrade sa skupih5-osno CNC glodanjerad (ili četiri ručna podešavanja sa 3 ose) na standardnu ​​3-osnu rutaciju sa 2 podešavanja.

3 Skriveni CNC troškovi obrade-Većina Nabavka Kupci Propust

Dok su povećanje radijusa i smanjenje podešavanja standardne inženjerske prakse, osnovna poslovna mehanika koja utiče na nabavku rijetko se raspravlja. Evo tri sistemska problema koja naduvaju troškove vašeg lanca snabdevanja.

1. Finansijska zamka CAD softvera "Default Files"

Mnogi službenici za nabavku nisu svjesni da okruženja CAD softvera (kao što su SolidWorks ili Fusion360) primjenjuju zadane vrijednosti zavoja-često 1 mm ili 0,05 inča. Inženjeri često prihvataju ove podrazumevane vrednosti jednim klikom tokom faze modeliranja, potpuno nesvesni da ova specifična dimenzija diktira upotrebu visoko specijalizovanih, krhkih alata u radnji.

Inženjerska direktiva: Timovi za nabavku bi trebali naložiti "Provjeru zadanog fileta" od svog inženjerskog odjela prije slanja STEP datoteka u tvornicu. Eliminacija proizvoljnih zadanih fileta je najbrži način da smanjite troškove CNC obrade za najmanje 10% prije nego što zatražite ponudu.

2. Učinak množitelja podešavanja na vrijeme isporuke

Većina literature napominje da smanjenjem podešavanja štedi novac. Međutim, za glavnog službenika nabavke, stroža kazna je uništavanje brzine proizvodnje. Svako dodatno podešavanje djeluje kao množitelj vremena isporuke. Jedno dodatno podešavanje znači dizajniranje još jednog prilagođenog uređaja, izvođenje još jedne inspekcije prvog artikla (FAI) i dodavanje još jednog uskog grla za vrijeme čekanja u fabrici.

Prilikom skaliranja narudžbe sa 50 prototipnih jedinica na 500 proizvodnih jedinica, broj instaliranja postaje čvrsti plafon kapaciteta tvornice. Restrukturiranjem šasije na dvije postavke, Dazao Machinery je smanjio ukupno vrijeme proizvodnje sa 4 sedmice na 2,5 sedmice.

3. Učiniti "povratak dobavljača" ključnim KPI nabavke

U zajednicama u lancu snabdevanja, kao što je, ponavljajuća pritužba je što proizvođači jednostavno citiraju naslepo, bojeći se da će ih odbijanje crteža koštati ugovora. Snabdjevač-visokog nivoa mora posjedovati inženjersko ovlaštenje da kaže "Ne" finansijski toksičnoj geometriji.

U Dazao Machinery, proaktivno DFM izvještavanje jeISO9001:2015obavezan tok posla. Ako dostavljeni CAD fajl sadrži nepotrebne premije troškova, mi aktivno vraćamo fajl sa označenim-izvještajem DFM. metrika nabavke trebala bi nagraditi dobavljače koji se suprotstavljaju lošem inženjeringu, jer ovo trenje garantuje dugoročnu-skalabilnost proizvodnje.

Rezultati projekta: 30% smanjenje troškova i skalabilna proizvodnja

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

„Dazao Machinery nije radila samo kao naša mašinska radionica, već je funkcionisala kao eksterna ekstenzija našeg odeljenja proizvodnog inženjeringa. Njihova DFM analiza direktno je sačuvala naš cilj BOM-a za Q3.” - Vodeći hardverski inženjer, klijent robotike.

Zaključak: Prestanite da plaćate "inženjerski porez" na prilagođene dijelove

U sektoru hardvera i robotike, fizičke profitne marže su krute. Koristeći projektovani DFM zasmanjiti troškove CNC obradene radi se o skraćivanju kuteva ili smanjenju specifikacija materijala; radi se o primjeni inteligentne proizvodne logike za oduzimanje otpada. Ako vaša trenutna fabrika prilagođenih delova izvršava vaše datoteke bez preispitivanja geometrije, vi aktivno plaćate inženjerski porez na svaku narudžbu.