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美得龙(上海)贸易有限公司

2022年04月28号

CNC自动车床不可不知的应用方法有哪些?

是不是有很多人对如何引进花费巨额投资的“机床”感到困惑呢?
本文将向大家介绍如何高效应用“CNC自动车床”,并最大程度发挥引进效果的方法。
已经购买或者即将引进CNC自动车床的用户不可不看哦。

建议以下用户阅读本文
  • 正在考虑引进CNC自动车床进行内部制造的用户
  • 已经使用CNC自动车床、但正苦于工件全数检查的用户
  • 想要学习如何高效应用CNC自动车床的用户

【本文要点】

  • 美德龙引进CNC自动车床的案例
  • CNC自动车床内进行的机内测量优点
  • 防止连续发生加工不良的方法

美德龙引进CNC自动车床Cincom的经过


美德龙是拥有7台CNC自动车床(西铁城精机的CNC自动车床Cincom)的用户。
该公司引进CNC自动车床的目的是希望将本公司产品使用的零件转为本公司内部制造。
引进前,他们有委托外协生产和使用公司内部通用机自制两种选择。由于以下原因,最终决定内部自制。
  • 前置时间较长,很小的变化都难以应对。
  • 品质管理难度大
  • 通用机产量低,成本管理困难  
  • 加工及NC相关的技术经验无法在公司内部积累


CNC自动车床选择西铁城Cincom的理由


在多家自动车床制造商中,选择西铁城精机Cincom系列的理由如下:
  • 发生故障时服务迅速,合作公司中的Cincom用户对其评价很高
  • 新手也能轻松完成换型准备工作及程序操作,以“少人数、多台兼用”为理念的本公司认为它使用方便
  • Cincom带LFV(振动切削)功能,容易避免发生切屑故障

持有设备的厂家过多,需要学习的操作知识也会增多。
本公司秉持标准机型尽量使用相同厂家的设备这一方针,最终选择了西铁城精机的Cincom。

引进CNC自动车床前必须了解的两个课题

 
不光是CNC自动车床,在引进自动设备时都应考虑两个课题。

第一个是“连续加工时,不良品也会连续产生”的风险。

例如,连续加工1000个零件时,从第500个开始出现加工不良。
最坏的情况下,后面的500个产品全部是不良品,造成了材料费用和加工时间浪费。
实际上,用户并不知道加工不良品会从第几个产品开始出现,因此需要对1000个产品进行全数检查,耗费大量检查工时。 导致加工不良的原因有刀具崩刃、热位移等。如果一旦开始出现不良品,再恢复到良品的可能性就很低,因此发现不良后尽早停机是铁的法则。



第二个课题是“切削后工件的尺寸测量”的可靠性及其所需要的工时。

当然,如果大量生产,生产出的产品检查工时也会增加。
发现不良品后,还必须分选良品和不良品、调查不良原因。 如果是人工进行全数检查,随着工时的增加,还容易发生人为错误导致的不良品漏检等问题。

检查的公司内部标准因用户而异,但一次大量加工时的课题可以总结为以下几个:
  • 即使没有出现不良品,产出部分仍然需要花费大量检查工时
  • (出现不良品时)不清楚不良品是从第几个开始出现
  • 有连续产生不良品的风险
  • 难以尽快改善加工不良

人手及预算充足时可以进行“全数检查”,但设定高效率的检查标准非常重要。


什么是高效应用CNC自动车床?

本公司通过“机内测量”来解决这两个课题。

加工到一定数量后,通过接触式探头测量夹持中的工件尺寸(内径、外径)。
万一接触式探头检测到不符合公差的不良品时,执行以下三步:
  1. 报警并停机
  2. 维护设备
  3. 进行重试

下面举例说明该“机内测量”的应用和优点。


【事例】CNC自动车床内进行的“机内测量”优点


例如,在1000个工件的加工周期中,每250个用接触式探头进行1次工件测量。
在机内测量中检测到不良品时,即通过报警停机,以避免生产更多不良品。(参照图片)


在工序⑥中停机时,立即查明加工不良的原因,并对设备进行维护,以确保在工序⑦中不再发生不良。

从事例中看到的“机内测量”的优点


在发现不良时立即停机有以下3个优点:
  • (在工序①③的)机内测量中判定为良品的批次不需要进行检查
  • 只对不良(工序⑤)批次的工件进行分选
  • 可预防以后的加工不良(工序⑦)


也就是说,通过机内测量,可以预防以下三种损失。
  • 可节省(工序①③⑦的)750个产品的检查工时
  • (工序⑦的)250个产品的材料费
  • (工序⑦的)250个产品的加工时间


作为设备的负责人,当出现加工不良时,必须立即查明原因吧。
经过一段时间后情况会发生变化,原因也很难查明了。
立即查明原因可以防止不良再次发生,并有助于采取有效对策。


从作业工时中看到的“机内测量”优点


机内测量还可以减少因测量工件而产生的人员移动、工件拆卸等作业工时。
以往,作业人员必须将工件从设备上拆下来,移动到测量场所进行测量,这些都会耗费工时。通过机内测量,可以在加工后的工件被夹持的状态下用传感器进行测量,从而避免产生“拆卸”及“移动到测量场所的时间”等。





CNC自动车床中使用的接触式探头是什么?


虽然使用接触式探头的“机内测量”有很多优点,但出于以下缘由,很多人对是否采用仍有犹豫。
  • 探头主体较大,会与刀具及主轴发生干扰,因此不想配备
  • 由于安装探头用的托架,需要占用其他刀夹,因此不想配备
  • 担心机内测量是否能达到足够精度
  • 测量时间会延长生产节拍


由于这些缺点,美德龙针对安装空间狭小的设备,开发出了主体直径仅φ19.05mm的“超小型接触式探头K3S系列”,并安装在本公司设备中。
主体直径比以往更细,探头主体可以完全收纳到刀夹中。
与以往的接触式探头不同,主体部不会露出,因此不会与主轴及工件发生干扰,也不会损坏其他刀夹。(参照图片)






这是安装以往接触式探头和美德龙接触式探头的比较图




“比起机内测量更希望生产节拍优先”的实际情况是?


机内测量会使“生产节拍”变长的意见也是实际存在的问题。
最常见的做法是优先加工(生产节拍),过后再进行不良品的分选,并通过追加加工将其修正为良品。
这种情况很容易忽略不良品花费的加工时间以及分选不良品、追加加工的工时等,没有将这些时间考虑到生产节拍中。
如果与加工不良相关的工序负担大于测量时间,机内测量带来的好处还是很大的。



【商品】CNC自动车床的机内测量


本公司使用接触式探头进行工件的内径、外径测量。


通过此视频,大家可以看到测量工件内径和外径的情形。
我们可以看到,由于零件非常小,比起人工测量,使用探头的测量效率更高。







由于其防护等级为IP68,因此在使用冷却液的加工中也可以使用。



自动车床“机内测量”的思路和测量精度如何?


使用接触式探头进行“机内测量”的最大优点是“可在工件正确定位的加工条件下自动测量”。
也就是说,使用接触式探头,机床可以发挥出简易三维测量机的效果。

而在机外手动测量时,加工后需要卸下工件,因此定位条件也会随之改变。此外,测量熟练度也因人而异,存在因工具(游标卡尺、针规等)而发生人为错误及测量误差的风险。



CNC自动车床中搭载接触式探头需要做些什么?


安装在新设备上时

新安装接触式探头时,需要使用程序。请向本公司或生产厂家咨询。
如果是西铁城精机制造的设备,可安装在Cincom系列的A20、L20、L12上。美德龙在引进Cincom时,委托西铁城精机开发了接触式探头用软件。我们可以将它作为参考程序提供给用户。

希望“加装”在已有的自动车床上时


我们可以提供美德龙使用的接触式探头用软件供用户参考。但是,除了软件之外,设备的硬件方面以及电气规格如果不符合条件也可能无法使用,因此可能需要制造商进行确认。请向本公司或生产厂家咨询。



总结

引进自动车床后可以一次加工大量产品,但另一方面,一个环节出现问题,就可能制造出大量不良品。在人才紧缺的当前,试一试使用这种传感器来提高应用效率吧!我们还提供接触式探头评价用样品的出借等。

CNC自动车床可以搭载的超小型接触式探头K3S


【主要CNC自动车床制造商】
西铁城精机株式会社 / STAR精密株式会社 / 株式会社津上 / 株式会社江黑


自动车床用传感器相关咨询

有关自动车床用传感器,请随时洽询本公司。我们还受理设备专用设计的咨询。将由经验丰富的工程师为您服务。

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