سرعت عبور سریع این مرکز ماشینکاری عمودی با یک مرکز ماشینکاری افقی با اندازه معادل چگونه مقایسه می شود؟

مراکز ماشینکاری عمودی (VMCs) و مراکز ماشین کاری افقی (HMCs) با اندازه معادل، معمولاً سرعت های پیمایش سریع مشابهی را روی کاغذ ارائه می دهند - معمولاً در ماشین های مدرن از 30 تا 60 متر در دقیقه متغیر است. - اما عملکرد دنیای واقعی به طور قابل توجهی به دلیل طراحی ساختاری، جهت گیری محور و تنظیم قطعه کار متفاوت است. برای اکثر VMC های استاندارد 3 محوره در محدوده سفر 500 تا 800 میلی متر، سرعت عبور سریع از 36-48 متر در دقیقه معمولی هستند، در حالی که HMC های قابل مقایسه اغلب به دست می آورند 40-60 متر در دقیقه ، با برخی از مدل های سطح بالا فراتر از آن است. این تفاوت در محیط‌های تولید با حجم بالا که زمان غیر برش در هزاران چرخه جمع می‌شود، بیشترین اهمیت را دارد.

سرعت عبور سریع در عمل به چه معناست

سرعت پیمایش سریع به حداکثر سرعتی اشاره دارد که محورهای دستگاه در هنگام برش ندادن حرکت می کنند - در هنگام تغییر ابزار، تغییر موقعیت یا حرکت به یک ویژگی جدید. بر حسب متر در دقیقه (m/min) یا اینچ در دقیقه (ipm) اندازه‌گیری می‌شود و مستقیماً بر زمان چرخه کلی تأثیر می‌گذارد، به‌ویژه در قسمت‌هایی با ویژگی‌های زیاد یا تغییرات مکرر ابزار.

با این حال، سرعت عبور سریع به تنهایی بهره وری را تعیین نمی کند. نرخ شتاب و کاهش سرعت (کنترل تند و سریع) سیستم‌های محرک محور (بال‌اسکرو در مقابل موتور خطی)، و صلبیت ماشین، همگی بر میزان مؤثر رسیدن و حفظ سرعت سریع نامی دستگاه تأثیر می‌گذارند. یک مرکز ماشینکاری عمودی با سرعت 48 متر در دقیقه با شتاب ضعیف ممکن است توان عملیاتی کمتری نسبت به مرکز ماشینکاری با سرعت 40 متر در دقیقه با کنترل حرکت برتر ارائه دهد.

محدوده های سرعت تراورس سریع معمولی: VMC در مقابل HMC

جدول زیر سرعت پیمایش سریع را در دسته‌بندی‌ها و اندازه‌های رایج ماشین‌ها از تولیدکنندگان پیشرو مقایسه می‌کند:

همانطور که نشان داده شده است، HMC های سطح بالا به طور مداوم از VMC های معادل در سرعت پیمایش سریع نامی بهتر عمل می کنند. 10-30٪ در همان کلاس مسافرتی این شکاف زمانی که سیستم‌های تعویض پالت در نظر گرفته می‌شوند بیشتر می‌شود، زیرا HMC‌ها می‌توانند قطعه کار بعدی را در حین ماشین‌کاری بارگیری کنند - به طور موثر زمان راه‌اندازی را از چرخه حذف می‌کند.

چرا طراحی ساختاری مرکز ماشینکاری عمودی سرعت سریع را محدود می کند؟

پیکربندی سر ستون و دوک در مرکز ماشینکاری عمودی، دوک را در بالای قطعه کار قرار می دهد، با حرکت محور Z که معمولاً توسط سر دوک یا میز انجام می شود. این جهت عمودی محدودیت های مکانیکی خاصی را معرفی می کند:

• بارگذاری ثقلی محور Z: سر دوک باید بر خلاف یا با گرانش روی محور Z کار کند. حرکت محور Z با سرعت بالا به سیستم های تعادل قوی نیاز دارد که وزن را اضافه کرده و نرخ های سریع قابل دستیابی را محدود می کند.
• جرم کنسولی: در VMC های فریم C، ساختار ستون آویزان، سرعت تند تند محورها را بدون ایجاد لرزش محدود می کند.
• جرم جدول: میزهای بزرگ‌تر VMC که قطعات سنگین را حمل می‌کنند اینرسی را افزایش می‌دهند و مستقیماً شتاب مؤثر و در نتیجه عملکرد پیمایش سریع در دنیای واقعی را کاهش می‌دهند.

در مقابل، یک مرکز ماشین کاری افقی از یک دوک افقی با میز دوار محور B استفاده می کند که جهت قطعه کار را مدیریت می کند. این چیدمان جرم را به صورت متقارن‌تری توزیع می‌کند، و امکان حرکت محوری تهاجمی‌تر و در بسیاری موارد، نرخ‌های پیمایش سریع پایدار بالاتر را فراهم می‌کند.

جایی که مرکز ماشینکاری عمودی هنوز در بازده چرخه برنده است

علیرغم رتبه‌بندی‌های تراورس سریع کمتر، مرکز ماشینکاری عمودی دارای مزایای واضحی در زمینه‌های تولید خاص است:

قطعات تک راه اندازی، هندسه ساده

برای صفحات صاف، براکت‌ها و قطعاتی که فقط در یک وجه نیاز به ماشینکاری دارند، سرعت پایین‌تر VMC بی‌اهمیت است - فاصله‌های تغییر مکان کوتاه است و تغییرات ابزار به ندرت انجام می‌شود. هزینه کمتر VMC و نصب ساده تر آن را به انتخاب کارآمدتری تبدیل می کند.

تولید کم تا متوسط

در محیط‌های کارگاهی که دارای دسته‌هایی از 10 تا 100 قطعه هستند، شکاف بهره‌وری بین VMC و HMC به ندرت به اندازه‌ای بزرگ است که هزینه سرمایه بالاتر HMC را توجیه کند - معمولاً 2 تا 4 برابر گران تر برای اندازه سفر معادل یک مرکز ماشینکاری عمودی مدرن با قیمت 80,000 تا 150,000 دلار آمریکا به طور مقرون به صرفه با یک HMC با قیمت 300,000 تا 600,000 دلار آمریکا برای اکثر گردش‌های کاری کارگاه رقابت می‌کند.

قطعات کار بلند یا بزرگ

VMC ها برای قطعات کار بلند فاصله بهتری ارائه می دهند زیرا دوک از بالا نزدیک می شود. دوک افقی مرکز ماشینکاری افقی، ارتفاع موثر قطعاتی را که می تواند بدون اتصالات خاص در خود جای دهد، محدود می کند.

زمانی که اختلاف سرعت تراورس سریع به یک گلوگاه تولید تبدیل می شود

شکاف سرعت پیمایش سریع بین مرکز ماشینکاری عمودی و مرکز ماشینکاری افقی در شرایط زیر به یک گلوگاه واقعی تبدیل می شود:

1. پیچیدگی قسمت بالا: قطعات با 50 مسیر ابزار که نیاز به جابجایی مکرر دارند، هزینه زمانی پیمایش سریع آهسته تر را در هر چرخه افزایش می دهند.
2. ماشینکاری چند وجهی: هنگامی که یک قطعه کار نیاز به ماشینکاری در 4 تا 5 وجه دارد، یک HMC با یک میز پالت چرخشی کار را در یک تنظیم کامل می کند. یک VMC به تنظیمات متعددی نیاز دارد که هر کدام زمان تعمیر و جابجایی را اضافه می‌کنند.
3. تولید با حجم بالا (1000 قسمت در ماه): حتی کاهش زمان چرخه 10 ثانیه در هر قسمت برابر است بیش از 166 ساعت ماشین در ماه صرفه جویی شده است در آن حجم - افزایش توان عملیاتی قابل توجهی.
4. ماشینکاری چراغ خاموش یا بدون سرنشین: HMC ها با تعویض پالت اجازه عملکرد مداوم با کمترین مداخله اپراتور را می دهند و سرعت عبور سریع آنها را به بخشی از مزیت اتوماسیون گسترده تر نسبت به VMC استاندارد تبدیل می کنند.

عوامل کلیدی برای ارزیابی فراتر از عدد سرعت نامی

هنگام مقایسه یک مرکز ماشینکاری عمودی با یک مرکز ماشینکاری افقی در عملکرد تراورس سریع، فقط به رقم درجه بندی شده متر در دقیقه تکیه نکنید. این پارامترهای اضافی را ارزیابی کنید:

• نرخ شتاب (نیروی G): ماشینی با شتاب 0.5G به سرعت سریعتر از یک در 0.3G می رسد، حتی اگر هر دو در 48 متر در دقیقه رتبه بندی شده باشند. مشخصات این مقدار را بررسی کنید.
• سیستم درایو: درایوهای موتور خطی (که در VMCهای ممتاز مانند Makino V56i یافت می‌شوند) شتاب سریع‌تر و دقت موقعیتی بالاتری نسبت به سیستم‌های بال‌اسکرو معمولی دارند.
• زمان تراشه به تراشه ATC: این زمان کل تغییر ابزار از جمله حرکت سریع به موقعیت تغییر ابزار را اندازه گیری می کند - یک معیار بهره وری واقعی تر از سرعت سریع به تنهایی.
• زمان تعویض پالت: برای HMC ها، زمان تعویض پالت (معمولاً 10 تا 20 ثانیه) باید با سرعت عبور سریع هنگام محاسبه زمان چرخه موثر ترکیب شود.

سرعت پیمایش سریع یک مرکز ماشینکاری عمودی است به طور کلی 10-30٪ کمتر است نسبت به یک مرکز ماشینکاری افقی قابل مقایسه در همان کلاس اندازه، اما این تفاوت تنها به کاهش بهره وری معنی دار در سناریوهای تولید با حجم بالا، چند وجهی یا قطعات پیچیده تبدیل می شود. برای اکثر کارگاه‌ها، سازندگان قراردادی و امکانات نمونه اولیه، هزینه پایین‌تر، راه‌اندازی آسان‌تر و سرعت سریع کافی مرکز ماشین‌کاری عمودی، آن را به انتخابی کاربردی‌تر و اقتصادی‌تر تبدیل می‌کند. تنها زمانی روی قابلیت تراورس سریع HMC سرمایه گذاری کنید که حجم تولید و پیچیدگی قطعات شما بتواند هزینه سرمایه بسیار بالاتر را به طور کامل توجیه کند.