W branży produkcji pojazdów napędzanych energią elektryczną, piasta koła nie tylko stanowi kluczowy element nośny karoserii, ale jej lekkie rozwiązanie konstrukcyjne oraz dokładność obróbki mają bezpośredni wpływ na zasięg pojazdu oraz bezpieczeństwo jazdy. Jednemu z wiodących producentów kół do pojazdów elektrycznych udało się pokonać wąskie gardło w produkcji: dla kół aluminiowych o średnicy od 18 do 22 cali tradycyjna metoda obróbki wymagała trzech maszyn do kolejnego wykonywania toczenia, frezowania i wiercenia, co dawało czas cyklu jednostkowego aż do 60 minut. Ze względu na wielokrotne mocowanie, błąd oscylacji powierzchni czołowej koła przekraczał 0,05 mm, a odchylenie równowagi dynamicznej osiągało 7%. Jednocześnie podczas szybkiej obróbki stopów aluminium łatwo powstawały zadziory, co wiązało się z dodatkowymi kosztami pracy w wysokości 15% niezbędnymi dla procesów docelowego polerowania.
Miejsce użytkowania klienta
Aby pokonać ten dylemat, firma wprowadziła pionowy tokarko-wiertarkę CNC model VTC80A firmy Taiyun CNC machine tool i zbudowała zintegrowany system obróbczy z „pojedynczą maszyną wielofunkcyjną”. Urządzenie wykorzystuje łóżko ze żeliwa lotniczego stopnia oraz strukturę czteropunktowego podparcia, a rozmieszczenie sztywności zostało zoptymalizowane poprzez analizę metodą elementów skończonych. Wydajność redukcji drgań jest o 60% wyższa niż standard przemysłowy, umożliwiając stabilne wytrzymywanie siły skrawania promieniowej 12 kN podczas szybkiego skrawania aluminium; wyposażone w system CNC FANUC 31i-B5 oraz całkowicie zamkniętą pętlę sterowania z liniałem siatkowanym, osiąga dokładność pozycjonowania ± 0,01 mm i powtarzalność pozycjonowania ± 0,007 mm, dokładnie odpowiadając wymaganiom tolerancji krzywizny piasty i felgi koła wynoszącym ± 0,02 mm. W odpowiedzi na właściwości lepkościowe narzędzi do skrawania aluminium, wrzeciono urządzenia wykorzystuje system smarowania mgłą olejową połączony z narzędziami ceramicznymi powlekanych, skutecznie tłumiąc powstawanie nagarów wióra.
Niestandardowy uchwyt kołowy
Pod względem innowacji technologicznych urządzenie osiągnęło przełom w zakresie «wykonania całego procesu przy jednokrotnym zamocowaniu»: zintegrowany wrzeciono tokarskie (maksymalna prędkość 1000 obr./min) oraz 8-stanowiskowy wieżowiec serwonarzędziowy (czas wymiany narzędzia 1,2 sekundy) umożliwiają ciągłe wykonywanie toczenia zewnętrznego okręgu, wiercenia otworów na śruby oraz fazowania surowych tarcz kół. Poprzez instalację systemu optymalizacji parametrów cięcia AI urządzenie może w czasie rzeczywistym dostosowywać posuw (80–150 mm/min) i prędkość wrzeciona w zależności od stopu aluminium (np. 6061-T6), dzięki czemu chropowatość powierzchni tarczy koła może być stabilnie utrzymywana na poziomie Ra0,8 μm, bez konieczności późniejszego polerowania, aby spełnić wymagania wstępnej obróbki przed malowaniem; dla różnych rozmiarów kół urządzenie może przełączać parametry obróbki jednym kliknięciem poprzez program, skracając czas przestojowy z tradycyjnych 2 godzin do 15 minut.
Wyniki wdrożenia znacznie przekroczyły oczekiwania: cykl obróbki pojedynczej części skrócono z 60 do 35 minut, a dzienne zdolności produkcyjne wzrosły z 200 do 380 zestawów; Bicie czołowe obręczy koła jest stabilnie kontrolowane na poziomie ≤ 0,03 mm, a odchylenie równowagi dynamicznej zmniejszono z 7% do 0,8%, co spełnia normę ISO 1940-1 G2.5; Po wyeliminowaniu ręcznego procesu polerowania koszt produkcji pojedynczego piasty koła zmniejszył się o 12%, a żywotność narzędzi wydłużyła się o 40% dzięki optymalizacji parametrów. Moduł IoT urządzenia umożliwia zbieranie w czasie rzeczywistym 12 kluczowych danych, takich jak siła skrawania i temperatura wrzeciona. W połączeniu z algorytmami predykcyjnego utrzymania ruchu pozwala to zwiększyć kompleksowy współczynnik wykorzystania urządzenia z 82% do 95% oraz zmniejszyć roczny czas przestojów o 320 godzin.
VTC80A całkowicie zmieniło nasz sposób produkcji. »Dyrektor ds. produkcji w firmie stwierdził: «Obecnie jesteśmy w stanie spełnić surowe wymagania pojazdów napędzanych energią elektryczną dotyczące lekkiej konstrukcji piasty koła (dokładność kontroli grubości ścianki ±0,1 mm), a także sprostać potrzebom szybkiej produkcji wielu modeli pojazdów, co zapewniło nam długoterminowe zamówienia od głównych producentów samochodów«. »Ten przypadek potwierdza, że tokarki pionowe CNC stały się kluczowym sprzętem umożliwiającym przełamanie podwójnego utrudnienia związanego z precyzją i wydajnością w masowej produkcji kół do pojazdów elektrycznych dzięki współpracy innowacji w zakresie „sztywności sprzętu + integracji procesów + inteligentnej kontroli”.
EN
