Как многопозиционные станки повышают эффективность производства | YATO Machine

Введение

К 2026 году производители, занимающиеся изготовлением латунных клапанов, механической обработкой латунной арматуры и производством сантехнической фурнитуры, уже не будут спорить о том, приводит ли автоматизация к увеличению объёмов производства. В отрасли накоплено достаточно опыта, чтобы дискуссия перешла к вопросу о том, какое оборудование позволяет с наименьшими затратами изготовить клапан и с помощью роботов передать его на следующий станок с соблюдением требуемых допусков тысячи раз.

От производства стальных корпусов клапанов до механической обработки шаровых кранов и проектов по интеграции перегрузочных станков, а также для производителей, выпускающих сантехническую арматуру в огромных объемах, мы приходим к одному выводу: правильно спроектированный многопозиционный станок зачастую выполняет в 2–8 раз больше работы, чем обычный обрабатывающий центр с ЧПУ, занимая ту же площадь и требуя меньшего числа операторов.

Для завода, производящего в средних и крупных партиях типовые корпуса клапанов и другие детали трубопроводной арматуры, правильно спроектированный многопозиционный станок позволяет снизить себестоимость единицы продукции по сравнению с использованием станков с ЧПУ.

Почему отдельные станки с ЧПУ начинают работать медленнее

Одной из главных преимуществ станка с ЧПУ является его универсальность. Однако за эту универсальность приходится платить определённую цену.

Латунный клапан, который мы обрабатываем на первом из нескольких станков с ЧПУ, должен соответствовать следующим требованиям:

• с фрезерованной поверхностью
• просверлен
• с поперечными отверстиями
• подключен
• щелевой
• Лечение грибковых заболеваний
• с удаленными заусенцами

Поскольку станок представляет собой вертикальный обрабатывающий центр, обработка на нем выполняется последовательно:

Время работы

При этом наш новый инструмент удаляет металл за время, составляющее менее половины секунды от общей продолжительности цикла.

К чему же прибегает инженер, стремясь добиться впечатляющих производственных результатов? Не к увеличению скорости вращения шпинделя.

Он сразу же переходит к вопросу: “Где тратятся впустую бесплодные секунды?”

Ведь в праздности кроется червь, который подтачивает плод производства.

Как работают многопозиционные инструменты

Типы многопозиционных станков

Многопозиционный станок выполняет всю последовательность операций механической обработки, при этом для каждой из них предусмотрена отдельная станция.

Типичная схема расположения

Станция 1

• Загрузка
• Обработанная поверхность детали

Станция 2

• Основное бурение

Станция 3

• Поперечное сверление

Станция 4

• Отвод

Станция № 5

• Резьбовое соединение, обработанное на станке

Станция № 6

• Разгрузка

Сервоприводной поворотный стол или какой-либо другой поворотный индексатор перемещает деталь от станции к станции.

Вместо того чтобы выполнять ряд операций механической обработки последовательно, этап за этапом, несколько из них выполняются одновременно.

После индексации каждая станция выполняет свою операцию одновременно.

Этот формат изменяет тип постановки с такого:

• по очереди

на следующее:

• по одной части в каждом цикле индекса или быстро.

Сравнение времени цикла

Фактические производственные данные по заказам на обработку латунных корпусов клапанов. 2026 г.

Тип станка, общее количество операций, необходимых для изготовления готовой детали, время цикла, количество деталей в час на каждом станке.

Если представить цифры в виде столбца, это позволит сократить объем описания:

Это не опечатка.

Простое различие:

• 70 секунд на один цикл
• 10 секунд на один цикл

это рост производительности более чем на 600 процентов.

Когда речь идет о латунных шаровых кранах, выпускаемых даже миллионными партиями, нельзя игнорировать такие экономические преимущества!

Почему одновременная обработка обеспечивает столь значительный рост производительности?

Исключение повторного зажима

Если вы собираетесь обрабатывать несколько деталей на одном станке, на любой детали будет более одного места, которое потребуется вновь привести в нужное положение для выполнения той или иной операции.

Каждый раз, когда вы это делаете, может произойти несколько непредвиденных ситуаций.

• Возможны небольшие смещения или неправильная закрепление в патроне
• конструкция приспособления может немного отличаться
• Оператор, возвращающийся в эту позицию, в любом случае может не вспомнить точное место, с которого он начинал.

Специализированный обрабатывающий станок выполняет всю необходимую работу, используя всего одну опорную точку.

Типичные улучшения геометрических характеристик

• Допуск по положению: ±0,05 мм → ±0,015 мм
• Концентричность: 0,08 мм → 0,02 мм
• Стабильность выравнивания резьбы: улучшение примерно на 60%

Сокращение времени смены инструмента

На обычных производственных станках с ЧПУ смена инструмента занимает от 15 до 25 процентов от общего времени цикла.

Многошпиндельные головки, также называемые многошпиндельными сверлильными головками, просверливают сразу несколько отверстий.

Например, корпус клапана из латуни с шестью резьбовыми отверстиями:

сокращение времени цикла составляет около 75 процентов.

Параллельная обработка вместо более быстрой резки

Многие начинающие станочники полагают, что решением проблемы является увеличение частоты вращения шпинделя.

Но опытные инженеры-технологи знают, что дело обстоит иначе.

На самом деле увеличение скорости резания инструмента на 20 процентов редко приводит к росту производительности на 20 процентов.

• Срок службы инструмента, как правило, сокращается.
• Слишком жарко.
• Трудность контроля отклонений в размерах.

Однако, поскольку они разбивают процесс на несколько этапов, иногда удаётся удвоить или утроить производительность за счёт использования консервативных параметров резки.

Наибольший эффект достигается за счет правильной конструкции станка, а не за счет небрежного подхода к выбору параметров обработки.

Сервоприводные поворотные столы изменили подход к проектированию в 2026 году

В более ранних ротационных переносных станках в основном использовалась механическая индексация.

Сервоприводные поворотные столы обеспечивают

• Точность индексирования ± 3–5 угловых секунд
• Более быстрое ускорение
• Программируемые точки
• Электронная синхронизация
• Более простое изменение рецепта

Благодаря сервоуправлению специальный станок теперь может обрабатывать несколько семейств изделий, а не только одну фиксированную деталь.

Это позволило устранить разрыв, существовавший между проверенными и надежными конвейерными станками и универсальными станками с ЧПУ.

Производители:

• Шаровые краны
• Угловые краны
• Задвижки
• Сантехнические фитинги
• Латунные коллекторы

часто можно запускать несколько моделей на одной аппаратной платформе.

Технология многошпиндельного производства — это не только скорость

Легко подумать, что единственным преимуществом многошпиндельных головок является повышение производительности.

Однако главное преимущество заключается в стабильности.

Когда вы сверлите сразу шесть отверстий.

• Износ инструмента происходит равномерно.
• Расположение отверстий остается по центру.
• Термическая деформация происходит более равномерно.

Например, в случае корпусов клапанов из латуни ситуация может улучшиться.

• Взаимодействие резьбы.
• Утечка.
• Выход деталей при сборке.

Один из наших клиентов, занимающийся сборкой корпусов клапанов, утверждает, что ему удается сократить количество брака при сборке с 30% до 50%, просто контролируя точность размеров с помощью станка (вместо того, чтобы допускать отклонения деталей за пределы технических условий).

В каких областях многопозиционные станки обеспечивают наибольшую эффективность

Производство латунных клапанов

Типичный объем

200 000–3 000 000 деталей

Рекомендуемое оборудование

• Станок для обработки латунных клапанов
• Станок для изготовления латунных клапанов
• Ротационный перегрузочный станок
• Обрабатывающий центр Valve

Производство шаровых кранов

Что подвергается механической обработке

• Поперечные отверстия
• Внутренняя резьба
• Уплотняющие поверхности на торцах

Рекомендуемые решения

• Станок для производства шаровых кранов
• Станок для обработки шаровых кранов
• Многопозиционный станок
• Станк с ЧПУ компании Valve

Производство сантехнической арматуры

В перечень входят:

• Колена
• Соединения
• Соединители
• Т-образные фитинги

Рекомендуемое оборудование

• Станок для обработки латунных деталей
• Станок для производства сантехнической арматуры
• Станок для изготовления латунных деталей
• Автомат для механической обработки

Линии по производству водопроводных кранов

В перечень входят:

• Задвижки
• Обратные клапаны
• Угловые краны

Рекомендуемое оборудование

• Оборудование для производства клапанов
• Оборудование для автоматизации клапанов
• Машина для сборки клапанов
• Машина для автоматической обработки клапанов

Некоторые ситуации, в которых использование многопозиционных станков может оказаться не самым удачным решением

Конечно, бывают ситуации, когда целесообразнее использовать станок с ЧПУ.

Производство небольшими партиями

Годовой объем производства, не превышающий 30 000 деталей, как правило, не достигает уровня, оправдывающего запуск производства с использованием специализированного оборудования на начальном этапе.

Частые изменения в конструкции

Ремонт светильника более 10 раз в год может обернуться значительными расходами.

Чрезвычайно сложная геометрия

Компоненты, требующие:

• Пятиосевая интерполяция
• Поверхности произвольной формы
• Допуск, превосходящий требования аэрокосмических стандартов

для этого лучше всего подходят станки с ЧПУ с мягкой резкой.

Разработка прототипов

Трансферные станки созданы для повторяющихся операций.

Работа над прототипами требует универсальности.

Попытка задействовать ротационный индексатор при изготовлении прототипов, как правило, приводит к увеличению сроков выполнения заказа, а не к их сокращению.

Матрица практического отбора

Этот метод подбора отлично зарекомендовал себя при работе с латунными клапанами и в проектах по установке сантехнического оборудования на протяжении всего 2026 года.

Как мы меняем конструкцию нашего оборудования для производства клапанов: внедрение «цифрового двойника» в оборудование для производства клапанов

Не каждая новая тенденция влияет на конструкцию оборудования, производимого компаниями-изготовителями арматуры и фитингов.

Верификация процессов с использованием цифрового двойника

Производители оборудования занимаются моделированием:

• Траектории инструмента
• Термобелье
• Предотвращение столкновений
• Темп производства

прежде чем приступить к резке стали.

Речь идет о сокращении сроков ввода в эксплуатацию примерно на 25–40 процентов.

Мониторинг износа инструментов на основе искусственного интеллекта

В настоящее время мы можем отслеживать:

• Нагрузка на шпиндель
• Вибрация
• Акустические сигналы

чтобы можно было прогнозировать износ и заменять инструмент по мере необходимости, а не по фиксированному графику.

Мы наблюдаем неожиданное сокращение “времени простоя” на целых 20–35 процентов.

Адаптивная сервосинхронизация

А что насчёт этого многоосевого обрабатывающего агрегата?

Тот, у которого:

• Многоосевой
• Поворотный стол
• Шпиндель
• Система подачи корма

Эти и другие элементы синхронизированы с системой управления движением в режиме реального времени, которая постоянно корректирует положение и скорость.

Здесь мы добиваемся времени индексации менее 0,8 секунды на наших высокоскоростных линиях по производству латунных клапанов.

Почему опытные инженеры начинают с “ритма” производства.”

Это правда, старина, нам нужно определиться с мощностью шпинделя и максимальной скоростью.

Но за пятнадцать лет, в течение которых я тратил деньги на оборудование для производства клапанов Wall и на другие участки завода по производству клапанов, я снова и снова извлекаю один и тот же поразительный урок.

Завод не теряет конкурентоспособность из-за того, что шпиндель работает слишком медленно.

Он теряет свою остроту, потому что детали сталкиваются друг с другом при передаче из рук в руки.

Похоже, мы достигаем большего, если учитываем производительность, качество, трудозатраты и срок службы оборудования, понимая, что при установлении ритма обработки все попадают в одну и ту же колею.

Часто задаваемые вопросы

Являются ли многопозиционные станки более быстрыми, чем обрабатывающий центр с ЧПУ?

Да.

При крупносерийном производстве клапанов и фитингов средняя продолжительность цикла может сократиться с обычных 60–80 секунд до 10–20 секунд, что позволяет увеличить почасовую производительность в два-три раза.

При каком объеме производства заводу следует “ввести в эксплуатацию” многопозиционный станок?

Для большинства производителей латунных клапанов и сантехнических деталей годовой объем производства в 100 000 штук является “отправной точкой”.”

При превышении этого показателя и по мере приближения к верхней границе диапазона в 300 тысяч, где наблюдается более выраженный “взрывный рост акций”, мы получили хорошие результаты.

Может ли один многопозиционный станок обрабатывать все модели клапанов?

Большинство производителей отвечают “да” на вопрос о возможности выпуска нескольких семейств продукции на одной платформе с тысячей рабочих мест.

Конечно, слишком большое количество разных моделей немного запутывает дело.

Неужели ротационный перегрузочный станок вытесняет станок с ЧПУ?

Нет.

При изготовлении прототипов, мелких партий и особо сложных деталей станки с ЧПУ по-прежнему пользуются большой популярностью.

Для серийного производства мы, естественно, рассматриваем ротационный конвейерный станок.

Кто рискует потерять больше всего в кратчайшие сроки?

Типичная «вертикальная» модель этой линейки по-прежнему обеспечивает защиту со всех юридических точек зрения в таких ситуациях, как:

• Латунный клапан
• Шаровой кран
• Сантехнические фитинги
• Водопроводные краны
• Латунные детали
• Металлические детали, склонные к деформации
• Линейки оборудования для автоматизации клапанов.