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公司動態(tài)
關(guān)于“制造過程研發(fā)”的新認知
閱讀：261 發(fā)布時間：2017-8-30“很多工廠認為：制造過程研發(fā)需要投入大量費用和時間。除非是重要客戶的特殊要求，工廠一般不會主動進行生產(chǎn)過程研發(fā)。但我相信，如果抱著這種理念經(jīng)營工廠，在十年內(nèi)很可能被市場所淘汰。”——ADEX制造技術(shù)公司，技術(shù)與運營總監(jiān)Charles Anthony。
目前原材料供應(yīng)商，機床制造廠，控制器廠商，*供應(yīng)商，冷卻液廠商，夾具制造商和CAM軟件開發(fā)人員正從各個領(lǐng)域?qū)χ圃旖鉀Q方案進行迅速升級和迭代。新的產(chǎn)品或技術(shù)很可能會顯著降低生產(chǎn)成本或提高生產(chǎn)效率。例如使用新型工裝夾具，通過對工藝流程的改善，可以減少裝夾次數(shù)，大幅縮短停機時間。
更大挑戰(zhàn)是將制造業(yè)各個環(huán)節(jié)中各種新技術(shù)進行靈活整合。測試研究制造過程中這些新技術(shù)的復(fù)合運用，深入優(yōu)化制造工藝，使生產(chǎn)效率的提升達到現(xiàn)有技術(shù)的*，這個過程被稱為“制造過程研發(fā)”。舉一個簡單的例子：
穩(wěn)定負載切削(Constant Chipload Machining)
ADEX制造技術(shù)公司(ADEX Machining Technologies)于2007年在美國南卡羅來納州格林維爾成立，該公司的擁有多臺五軸加工中心、立式車削中心，EDM線切割機，CAD / CAM軟件和三坐標測量儀。其重要客戶來自于航空航天、國防、能源等行業(yè)。加工的零件材質(zhì)，包括鉻鎳鐵合金(Inconel)、鈦合金、高鎳合金，鈷基合金等高硬材料。ADEX想通過針對制造過程的研發(fā)，實現(xiàn)7天/24小時全天候生產(chǎn)。
ADEX公司的制造過程研發(fā)重點是優(yōu)化5軸制造工藝，減少不必要的預(yù)設(shè)置，減少循環(huán)時間，降低運營成本。其中一個重要因素是控制*的均勻磨損。ADEX使用CAM軟件(來自CNCSoftware的Mastercam®CAD / CAM軟件)令*磨損情況得到了很大的改善。ADEX是Mastercam動態(tài)加工技術(shù)(Dynamic MotionTM)的早期用戶。動態(tài)加工技術(shù)會根據(jù)坯料的情況，智能調(diào)整*運行的軌跡，保證*在加工中處于穩(wěn)定負載切削狀態(tài)。
在粗加工中，動態(tài)加工技術(shù)在*均勻磨損的前提下，令材料去除率zui大化。通過單個參數(shù)控制切削速度，根據(jù)*制造商的建議值維持合理的*負載。使用更小的硬質(zhì)合金*，以小于傳統(tǒng)切削方式50%的步進切削。這種加工技術(shù)顛覆了CNC程序員的認知。這項技術(shù)在工廠的運用，幫助ADEX縮短了交貨時間，降低了生產(chǎn)成本。
為了zui大限度地利用好這一技術(shù)，必須考慮許多不同的因素，包括材料種類，切削條件，切削*和冷卻液。ADEX進行了深入的內(nèi)部研究，詳細的測試了這些因素對切削的影響。ADEX還與客戶、*供應(yīng)商，冷卻液供應(yīng)商和Mastercam的經(jīng)銷商(Barefoot CNC)合作，共同實現(xiàn)動態(tài)切削在車間中的應(yīng)用。實踐證明此項技術(shù)為公司帶來顯著的競爭優(yōu)勢。
制造過程時間分析
機床廠商，*供應(yīng)商和軟件供應(yīng)商進行相互協(xié)作，利用各個領(lǐng)域中的技術(shù)發(fā)展，幫助ADEX在工廠中實現(xiàn)穩(wěn)定負載切削。但Charles意識到：除了這些值得信賴的合作伙伴告訴ADEX的技術(shù)，根據(jù)自身實際情況，研究和改進工廠自己的制造流程更為重要。
因此，ADEX對生產(chǎn)流程進行了為期18個月的“時間研究分析”(Time Study Analysis)，得出了令人吃驚的結(jié)論：機床處在M01(程序條件暫停)的時間，使ADEX失去了15-50%的可用生產(chǎn)時間。ADEX的業(yè)務(wù)范圍包括制造大型及中型精密零件，零件單價從5,000美元到15萬美元不等。ADEX的CNC程序員將M01插入他們的程序指導(dǎo)，要求機床操作員檢查零件和切削*以確保一切正常，杜絕廢料的產(chǎn)生。
由于機床操作員會同時負責(zé)多臺機床，某臺機床出現(xiàn)條件停止后，在機床操作員趕到這臺機床之前，會停機相當(dāng)長的時間。當(dāng)機床操作工到達待機機床之后，可能會花費更多的時間來進行測量和調(diào)整偏移，決定繼續(xù)加工或重新開始加工，確保一切都處于正常狀態(tài)。有時精密的序中檢測需要將零件從機床上取下，移動到三坐標測量儀進行測量，然后將夾具及零件重新在機床上定位。當(dāng)在處理.0001英寸公差的零件時，這可能成為一個大問題。這些人工干預(yù)措施非常耗費時間，同時還可能出現(xiàn)人為錯誤。
這些制造時間分析的結(jié)論為ADEX持續(xù)改進計劃中的下一步指明了方向。
以CAM驅(qū)動的在線序中測量
這個問題的理想解決方案是使用5軸設(shè)備的主軸測頭在制造過程中的特定點測量零件，驗證尺寸是否超出公差，并啟動*補償校正，而不會暫停制造過程。這個方法理論可行已經(jīng)多年，但實踐中依然遇到很多問題：需要在CAM軟件之外使用專門的測量程序來創(chuàng)建探測過程，并根據(jù)測量結(jié)果啟動序中控制。這種方法要求CNC程序員精通在線測量或CNC程序員以及測量系統(tǒng)編程人員一起工作來編寫制造過程中的測量程序。這個辦法是可行的，但非常繁瑣而效率低下，并且增加了成本。而工廠的目標是在昂貴的精密零件制造中普遍應(yīng)用序中測量控制來減少(而不是增加)交貨時間，運營成本和NRE費用(一次性工程費用)。
2014年，Mastercam推出了“Productivity+”模塊，允許CAM程序員在Mastercam編程環(huán)境中創(chuàng)建并調(diào)用雷尼紹測頭。大大降低了對測頭進行序中控制編程的難度。 ADEX立即嘗試測頭及“Productivity+”在其制造過程中的使用效果。
經(jīng)過為期一年的研發(fā)項目，ADEX開始將新技術(shù)應(yīng)用于來自航空航天，國防和能源行業(yè)的業(yè)務(wù)中。ADEX發(fā)現(xiàn)了序中測量的潛在巨大優(yōu)勢，并將其作為業(yè)務(wù)重點。ADEX將Mastercam經(jīng)銷商，BarefootCNC，納入該項目的合作伙伴。他們?yōu)?Productivity+提供了后置處理程序，并獲得了CNC Software總部Mastercam制造實驗室的測試支持，Barefoot還指導(dǎo)了ADEX的CNC程序員和操作員如何使用測頭編程模塊及后處理。
在2015年10月，包含在線測量功能的五軸加工程序以及三臺五軸Mazak機床向ADEX的客戶交出了滿意的答卷。一個案例中，通過自動化序中測量，在加工過程中減少了75%停機時間。ADEX準備在工廠所有的五軸加工中心，三軸銑床及立式車削中心上都采用序中測量技術(shù)，預(yù)計在保證產(chǎn)品合格率的同時，可將生產(chǎn)效率提高25%-40%。
總而言之：許多航空航天制造工廠沒有給工程師和CNC程序員足夠的時間進行制造過程的研究和開發(fā)。他們希望立即進行生產(chǎn)并盡快出貨。很多工廠認為“我們沒有時間進行研發(fā)”。上面的幾個例子說明了制造過程研發(fā)的重要性。ADEX為工程師和CNC程序員創(chuàng)造了實驗、分析、思考、創(chuàng)新的條件，幫助他們將不可能變?yōu)榭赡堋Ｆ渲械哪承┏晒呀?jīng)為ADEX帶來了巨大的收益，及未來發(fā)展的可能性。ADEX因此構(gòu)建起低成本益的供應(yīng)鏈解決方案，使其在當(dāng)今充滿挑戰(zhàn)的市場中保持地位。