一, Die Grundidee hinter der CNC-Bearbeitungstechnologie ist, dass Automatisierung zu einer Revolution der Effizienz führt.
Die Hauptidee der CNC-Bearbeitung besteht darin, mithilfe digitaler Programme die Bewegung von Werkzeugmaschinen zu steuern, sodass Rohmaterialien automatisch in Endprodukte umgewandelt werden können. Beispielsweise kann das Bearbeitungszentrum mit fünf -Achsen die drei linearen Achsen (X, Y und Z) und die beiden rotierenden Achsen (A und B) gleichzeitig steuern, um komplexe Oberflächen in einem Arbeitsgang herzustellen. Diese Technologiefunktion verringert die Notwendigkeit, dass Menschen direkt beteiligt werden müssen:
Programmierter Betrieb: Die Bearbeitungsroute, Schnittparameter und andere Einstellungen werden vorab mithilfe einer CAM-Software definiert. Der Bediener muss lediglich das Werkstück einspannen, das Programm starten und die Anlage im Auge behalten. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehmaschinen verkürzt sich die Bearbeitungszeit eines einzelnen Werkstücks um 40 bis 60 %.
Intelligentes Werkzeugwechselsystem: Die automatische Werkzeugbibliothek kann Dutzende von Werkzeugen enthalten und diese basierend auf Programmanweisungen automatisch wechseln. Das bedeutet, dass Sie die Werkzeuge nicht so oft von Hand wechseln müssen wie bei der herkömmlichen Zerspanung. Die Zeit, die zum Wechseln eines Werkzeugs benötigt wird, beträgt 3 bis 5 Minuten und dann 10 Sekunden.
Integration der Online-Erkennung: Einige High-End-CNC-Werkzeugmaschinen sind mit Lasersonden oder visuellen Inspektionssystemen ausgestattet, die Abmessungen in Echtzeit messen können, während die Maschine arbeitet. Dies bedeutet, dass menschliche Qualitätskontrollen nicht so oft durchgeführt werden müssen. Durch ein integriertes Prüfsystem konnte beispielsweise der Bedarf an manuellen Qualitätsprüfungen an einer Getriebegehäuse-Produktionslinie um 75 % gesenkt werden.
2, Vergleich der Arbeitskosten in verschiedenen Situationen für die Bearbeitung von Autoteilen
1. Erfundene-Problempunkte alter Verarbeitungsmethoden
Beispielsweise erfordert die typische Bearbeitung von Motorzylinderblöcken mehr als zehn Schritte, wie Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden. Für jeden Schritt ist eine separate Person erforderlich:
Hohe Qualifikationsabhängigkeit: Bediener müssen den Umgang mit verschiedenen Werkzeugmaschinen erlernen, was bis zu 1–2 Jahre Schulung in Anspruch nehmen kann.
Hohe Arbeitsintensität: Immer wieder das Gleiche zu tun, wie z. B. manuelles Spannen und Messen, kann müde machen und die Fehlerquote steigt mit zunehmender Arbeitszeit.
Kosten für die Verbindung mehrerer Prozesse: Bis zu 30 % der Zeit, die für den Transport und das Warten zwischen Prozessen aufgewendet wird, werden verschwendet, und die Leerlaufquote ist hoch.
2. Manuelle Optimierung des CNC-Bearbeitungsmodus
Nach der Umstellung auf CNC-Bearbeitung kann der Produktionsprozess für den gleichen Zylinderkörper wie folgt kombiniert werden:
Mehrere Maschinen mit einer Person verwalten: Ein Bediener kann 3 bis 5 CNC-Werkzeugmaschinen gleichzeitig im Auge behalten, was die Geräteauslastung auf über 85 % erhöht.
Änderung der Qualifikationsanforderungen: Der Beruf des Bedieners hat sich vom „Maschinenbediener“ zum „Programmüberwacher“ geändert und die Schulungsdauer wurde auf 1 bis 3 Monate verkürzt.
Flexible Produktionsunterstützung: Durch Programmwechsel können Produktmodelle gewechselt werden, ohne dass die Vorrichtungen gewechselt werden müssen, was Zeit und Geld beim Formenwechsel spart. Beispielsweise konnte ein Hersteller neuer Energiefahrzeuge die Zeit für den Formenwechsel von vier Stunden auf zwanzig Minuten verkürzen, nachdem er auf eine flexible CNC-Produktionslinie umgestellt hatte. Dadurch konnten 60 % der Arbeitskosten eingespart werden.
3, Untersuchung der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Arbeitskosten
1. In Ausrüstung investieren und Skaleneffekte nutzen
Die Anschaffungskosten für CNC-Werkzeugmaschinen sind ziemlich hoch (ungefähr 2–5 Millionen Yuan/Einheit für fünf{2}Achsen-Bearbeitungszentren), aber im Laufe der Zeit können die Arbeitskosten auf folgende Weise aufgeteilt werden:
Verbesserung der Stückzeitleistung: Die CNC-Bearbeitung ist zwei- bis dreimal schneller als ältere Methoden, und eine Maschine kann die Arbeit von zwei bis drei Personen erledigen.
Batch-Ökonomie: Bei der Massenproduktion werden die Fixkosten wie Programmierung und Debugging gleichmäßig verteilt, wodurch die individuellen Arbeitskosten viel niedriger sind als bei herkömmlichen Methoden. Wenn beispielsweise eine bestimmte Produktionslinie für Getriebewellen mehr als 100.000 Teile pro Jahr herstellt,CNC-Bearbeitungkostet 35 % weniger als andere Methoden.
2. Die Arbeitskosten und die Komplexität des Prozesses
Die CNC-Bearbeitung eignet sich eindeutig besser für die Herstellung hochpräziser-komplizierter Strukturteile wie Turboladerschaufeln, da es weniger kostet, dafür Leute einzustellen.
Garantierte Genauigkeit: Die CNC-Bearbeitung ist jedes Mal auf ± 0,01 mm genau, was die Anzahl der manuellen Reparaturen reduziert. Bei der Bearbeitung von Klingen verkürzte die CNC-Technologie die Zeit, die für die manuelle Behebung von Fehlern benötigt wurde, von 8 Stunden auf 0,5 Stunden pro Stück.
Kontrolle der Ausschussrate: Die automatisierte Verarbeitung senkt die Ausschussrate von 5–8 % im herkömmlichen Modus auf weniger als 0,5 %. Dadurch verringert sich auch der Arbeitsaufwand, der erneut erledigt werden muss.
3. Kosten für Wartung und technischen Support
Um CNC-Maschinen am Laufen zu halten, sind professionelle Techniker erforderlich. Die folgenden Möglichkeiten können jedoch zur Verbesserung des Prozesses beitragen:
Vorbeugende Wartung: IoT-Systeme, die den Status der Ausrüstung in Echtzeit überwachen, reduzieren ungeplante Ausfallzeiten um 50 %.
Modularer Aufbau: Moderne CNC-Werkzeugmaschinen sind modular aufgebaut, sodass bei der Wartung nur das defekte Modul ausgetauscht werden muss. Dadurch wird die Wartungszeit um 70 % verkürzt.
4, Nützliche Möglichkeiten, Arbeitskosten zu sparen
1. Intelligente Modernisierung der Produktionslinie
Einführung von Robotern für die Industrie: Platzieren Sie Roboter zwischen CNC-Maschinenausrüstung, um Aufgaben wie Be- und Entladen, Reinigen usw. zu erledigen und so einen „Schwarzlichtfabrik“-Modus zu schaffen. Durch den Einsatz von Robotern in einem bestimmten Bremsscheibenproduktionsprozess konnte der Aufwand an körperlicher Arbeit um 90 % gesenkt werden.
Digitale Zwillingstechnologie: Verwenden Sie virtuelles Debugging, um Bearbeitungsprogramme zu verbessern und die Debugging-Zeit vor Ort zu verkürzen. Digitale Zwillinge werden in einem Differential-Housing-Processing-Projekt eingesetzt, um die Zeit zum Debuggen eines Programms von zwei Wochen auf drei Tage zu verkürzen.
2. Verbesserung der Personalstruktur
Verwaltung nach Fähigkeitsebenen: Bediener werden in grundlegende Überwachungsrollen und höhere Programmierrollen aufgeteilt. Einfache Positionen zahlen 20 % weniger als reguläre Operatoren, während fortgeschrittene Positionen einen höheren Mehrwert bieten, indem sie für einen reibungsloseren Ablauf sorgen.
Cross-Schulung: Bringen Sie „multi-qualifizierten Arbeitern bei, wie sie CNC-Maschinen bedienen, minimal programmieren und grundlegende Wartungsarbeiten durchführen. Dadurch wird Ihre Belegschaft flexibler.
3. Gemeinsam die Kosten in der Lieferkette senken
Zentralisierte Beschaffung und gemeinsame Nutzung: Mehrere Unternehmen kaufen gemeinsam CNC-Maschinen, um durch einen Sharing-Ansatz die Kosten für die Nutzung einer Maschine zu senken. In der Region des Jangtse-Flussdeltas richtete eine Gruppe von Automobilzulieferern eine Plattform zur gemeinsamen Nutzung von CNC-Geräten ein, die die Gerätenutzung auf 90 % steigerte.
Die Auslagerung von Nachbearbeitungsdiensten bedeutet, dass andere Unternehmen mit Dingen wie Polieren und Galvanisieren beauftragt werden, die nicht zum Hauptprozess in der Fabrik gehören. Durch die Auslagerung der Nachbearbeitung konnte ein Unternehmen, das Pleuel herstellt, seine Arbeitskosten um 15 % senken.
