Frederick Wong, quản lý sản phẩm máy công cụ, công ty Renishaw Far East, chia sẻ với APMEN. Vai trò đầu dò máy công cụ trong thể giới xe hơi cạnh tranh khốc liệt.
Công nghiệp xe hơi có tính cạnh tranh rất cao với (các nhà sản xuất hàng đầu liên tục tìm kiếm các đột phá trong những lĩnh vực như hiệu suất vận hành, an toàn, và đồi mới thiết kế, tất cả đều đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về gia công các chi tiết kim loại. Công ty công nghiệp SuperAlloy lindustrial Company Ltd. (SAI), trụ sở chính ở Đài Loan Trung Hoa, có văn phòng bán hàng và hỗ trợ kỹ thuật ở Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Đức, Trung Quốc và Australia, là nhà cung cấp sản phẩm kim loại gia công áp lực, trọng lượng nhẹ và chất lượng cao. Sản phẩm mâm bánh xe dập nóng và các chi tiết thân xe của SAI được các nhà chế tạo xe hơi hàng đầu thế giới sử dụng, yêu cầu các dịch vụ và công nghệ chuyên biệt hóa rất cao, chẳng hạn BMW. Mercedes-Benz, VW, Porsche, Ferrari, Ducati, Bentley, Audi, Rolls Royce, Jaguar, Land Rover, Ford, Chrysler, Toyota, GM và Honda. Hệ thống dò máy công cụ Renishaw, bao gồm các loại OLP40, RMP60, OMP60, và NC4, là những ví dụ về tiêu chuẩn chất lượng của SAI đáp ứng nhu cầu, cho phép SAI đạt được các tiến bộ rõ rệt trên con đường tiến đến sự sản xuất chính xác với công nghệ cao.
Quy trình sản xuất mâm bánh xe dập nóng rất phức tạp, đặc biệt là trong sản xuất hàng loạt nhỏ với chủng loại sản phẩm rất đa dạng. SAI sản xuất hơn 200 kiểu mâm xe, yêu cầu tính linh hoạt rất cao. Các tiêu chuẩn nghiêm ngặt được áp dụng trong quy trình định vị chi tiết gia công, các đo đạc quy chiếu và đo đạc kích thước quan trọng trong quá trình gia công kim loại, do các yêu cầu về độ chính xác khi gia công bề mặt lắp mâm xe thậm chí có thể vượt quá yêu cầu trong công nghiệp hàng không.
Tiến sĩ Henry Shih, CEO của SAI, giải thích: “Khi thâm nhập thị trường châu Âu, năm 2008, chúng tôi nhận thấy các yêu cầu về độ chính xác, tính ổn định kích thước, và chất lượng của các khách hàng – nhà sản xuất xe hơi công nghệ cao – là rất cao. Vào thời điểm đó, tuy trang thiết bị của chúng tôi đáp ứng yêu cầu về số lượng sản phẩm, nhưng chúng tôi cần tăng cường chất lượng sản phẩm và giảm khối lượng công việc tái gia công và hiệu chỉnh trong quá trình sản xuất nhằm đạt được mức chất lượng cao. Chúng tôi nhận thấy giải pháp đo đạc với đầu dò trên máy công cụ có thể được áp dụng vào quá trình điều khiển đo đạc ngay trong quy trình gia công và hồi tiếp dữ liệu theo thời gian thực cho các máy CNC hiện có, do đó có thể cung cấp sự kiểm soát sản xuất chính xác và hiệu quả. Đây chính là sự hỗ trợ rất lớn trong quá trình tăng hiệu quả sản xuất và độ chính xác.”
Các chi tiết thân xe và mâm xe của SAI được các nhà sản xuất xe hơi hàng đầu thế giới sử dụng, yêu cầu dịch vụ và công nghệ chuyên biệt
Sản xuất mâm bánh xe bằng nhôm
Hiện tại SAI đang có 600 máy công cụ CNC trong dây chuyền sản xuất mâm xe, gồm 150 máy tiện Victor Taichung và 450 máy phay YCM. Tất cả các máy này đều tham gia vào quy trình sản xuất theo ba ca và 5 ngàyltuần. Hiện có các bước được công ty áp dụng để bảo đảm độ chính xác và tính ổn định cho 600 máy công cụ này Để tăng độ chính xác gia công và giảm phế phẩm, SAI đã trang bị đầu dò tiếp xúc Renishaw OLP40 cho các máy tiện liên quan, sử dụng sự truyền dẫn tín hiệu quang học, và được hiệu chỉnh cho các quy trình tiện.
Các máy phay CNC được trang bị đầu dò RMP60, sử dụng truyền dẫn radio không dây để đo vị trí chi tiết gia công, độ cao quy chiếu, và cung cấp các đo đạc kích thước quan trọng trong dây chuyền gia công. do đó cho phép tăng hiệu suất vận hành. Ngài Y. C. Kao, giám đốc bộ phận sản xuất mâm xe của SAI, giải thích: “Gá lắp chi tiết gia công tự đông với đầu dò máy công cụ Renishaw cho phép chúng tôi bảo đảm cắt các kích thước luôn luôn ổn định khi chúng tôi sản xuất mâm bánh xe, đồng thời cho phép giảm rõ rệt các sai sót do con người gây ra. Ví dụ, chỉ số năng lực gia công (Process Capabllity Index -CPK) chiều dày cắt lỗ valve bơm khí tăng từ 0.71-1.13 lên đến 1.35-1.43 khi sử dụng đầu dò máy công cụ”
Trong những nămgần đây, khi thiết kế kiểu bánh xe chuyển từ các bề mặt tương đối phẳng sang kiểu có hiệu ứng 3D lớn hơn, làm cho mâm bánh xe trở nên lớn hơn, và đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác gia công. Cho đến năm 2011, dung sai chấp nhận được của SAI trong sản xuất vành mâm (thời kỳ đó còn sử dụng loại vành mâm hơi phẳng) là 0,05-0,10 mm. Tuy nhiên, các yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn áp dụng cho thiết kế 3D hiện nay làm tăng dần thời gian cắt và gia công.
Gia công vành mâm tốn khoảng 180 đến 240 phút, còn gia công 3D hoàn tất cần 27 phút, do đó sự gia công lại sẽ gây áp lực lớn cho cả thời gian sản xuất và chi phí. Loại đầu dò OLP40 cho phép thực khiện kiểm tra đo đạc ngay trong quy trình để đạt đến dung sai dưới 0.02 mm, và có thể thay thế các đo đạc của người vận hành, đồng thời cập nhật tọa độ chi tiết gia công. Điều này cải thiện rõ rệt quá trình cắt và hiệu suất đối với xử lý độ chính xác bề mặt sau khi tráng phủ. Điều quan trọng nữa là, cho phép giảm sự gia công lại đến 80%, trước khi có hệ thống đo trong quy trình gia công, sản xuất mâm xe đòi hỏi xử lý đến hai lần để có thể đạt đến độ chính xác cần thiết. Khi kết hợp với phần mềm Renishaw, các đầu dò Renishaw không chỉ đóng cvai trò dẫn hướng trong sản xuất, mà còn cung cấp sự kiểm soát ngay trong quy trình và phản hồi theo thời gian thực, cập nhật tức thời và hiệu chỉnh dữ liệu trong quá trình cắt kim loại, giám sát hiệu quả cả kích thước và độ biến dạng. Hệ thống đầu dò máy công cụ Renishaw làm tăng rõ rệt độ chính xác của chi tiết hoàn tất và cải thiện hiệu suất sản xuất bằng cách giảm tỷ lệ phế phẩm từ 2-3% xuống còn 0%, do có thể kiểm tra vị trí của từng chi tiết trước khi bắt đầu quá trình gia công.
Khả năng đo đạc tự động các kích thước chính trong quy trình cắt cho phép giảm đến 48% thời gian khi xử lý loại mâm 3D. Hiện tại, có thể phản hồi vị trí, kích thước các phần gia công cho máy CNC một cách tự động, cho phép cập nhật bù quỹ đạo chạy dao theo yêu cầu.
Chế tạo thân xe
Công nghiệp xe hơi đã tiến triển từ tập trung vào các yêu cầu an toàn cơ bản và hiệu suất hoạt động sang tăng cường sự thuận tiện lái xe, cải thiện hiệu suất nhiên liệu và giảm khí xả. Tính an toàn và tính ổn định của loại xe nhẹ chạy với tốc độ cao liên quan chặt chẽ với sản xuất thân, khung sườn xe. Độ chính xác khung sườn xe cao khi được chế tạo bằng hợp kim nhôm, xe trở nên an toàn và ổn định hơn khi chạy với tốc độ đến 200 km/h, và càng tiện nghi hơn cho người lái xe. Thân xe càng nhẹ, tiêu thụ nhiên liệu càng thấp, do đó làm tăng khả năng đáp ứng các yêu cầu môi trường. SAl liên tục cải tiến công nghệ gia công cơ khí và dập nóng.
Công ty này tham gia sản xuất thân xe chính xác vào năm 2011. Công ty hiện có 38 máy công cụ CNC năm – trục, tất cả đều được trang bị đầu dò quang Renishaw OMP60 và bộ định vị dao cắt laser không tiếp xúc NC4. Khác với quy trình sản xuất vành mâm xe, sản xuất thân xe có xu hướng sản lượng lớn và độ đa dạng sản phẩm không cao, nhưng vẫn yêu cầu cắt và gia công kim loại với độ chính xác cao.
Đầu dò tiếp xúc quang OMP60 trên máy công cụ sử dụng truyền dẫn quang học để cung cấp truyền dẫn tín hiệu 360°. Đầu dò này đơn giản hóa quy trình đo đạc và chuẩn hóa, do đó đạt được kết quả đo chính xác cao với các biên dạng phức tạp. Bộ NC4 sử dụng công nghệ laser tiên tiến để thực hiện các đo chính xác dụng cụ cắt nhỏ đến 0.2 mm, và có thể phát hiện sự gãy dao cắt nhỏ đến 0.1 mm. Đây là phương pháp đo không tiếp xúc, tránh được nguy cơ làm mòn hoặchư hại lưỡi cắt. Thời gian chế tạo thân xe giảm rõ rệt, thường chỉ trong khoảng 20-25 phút.
Để xem các tin bài khác về Máy CNC, hãy nhấn vào đây
(Nguồn: Hướng dẫn Gia công kim loại)
