របៀបជ្រើសរើស 5-Axis Machining Center សម្រាប់ផ្នែកលំហអាកាស
PFT, Shenzhen
អរូបី
គោលបំណង៖ ដើម្បីបង្កើតក្របខណ្ឌការសម្រេចចិត្តដែលអាចផលិតឡើងវិញបានសម្រាប់ការជ្រើសរើសមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5 អ័ក្ស ដែលឧទ្ទិសដល់សមាសធាតុអវកាសដែលមានតម្លៃខ្ពស់។ វិធីសាស្រ្ត៖ ការរចនាវិធីសាស្រ្តចម្រុះដែលរួមបញ្ចូលកំណត់ហេតុផលិតកម្មឆ្នាំ 2020-2024 ពីរោងចក្រអវកាសលំដាប់ទី 1 ចំនួន 4 (n = 2 847 000 ម៉ោងម៉ាស៊ីន) ការសាកល្បងកាត់រូបរាងកាយលើប័ណ្ណ Ti-6Al-4V និង Al-7075 និងគំរូការសម្រេចចិត្តពហុលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ (MCDM) រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ SIS ។ លទ្ធផល៖ ថាមពល spindle ≥ 45 kW, ភាពត្រឹមត្រូវនៃការកំណត់អ័ក្ស 5 ក្នុងពេលដំណាលគ្នា ≤ ± 6 µm និងសំណងកំហុស volumetric ដោយផ្អែកលើសំណង volumetric ឡាស៊ែរ (LT-VEC) បានលេចចេញជាអ្នកព្យាករណ៍ខ្លាំងបំផុតចំនួនបីនៃការអនុលោមតាមផ្នែក (R² = 0.82) ។ មជ្ឈមណ្ឌលដែលមានតារាងលំអៀងប្រភេទសមបានកាត់បន្ថយពេលវេលាកំណត់ទីតាំងដែលមិនមានផលិតភាព 31% បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធក្បាលបង្វិល។ ពិន្ទុឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ MCDM ≥ 0.78 ទាក់ទងទៅនឹងការកាត់បន្ថយ 22% នៃអត្រាសំណល់អេតចាយ។ សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ពិធីការជ្រើសរើសបីដំណាក់កាល—(1) ការវាយតម្លៃលក្ខណៈបច្ចេកទេស, (2) ចំណាត់ថ្នាក់ MCDM, (3) សុពលភាពដំណើរការដោយអ្នកបើកបរ- ផ្តល់នូវការកាត់បន្ថយយ៉ាងសំខាន់តាមស្ថិតិនៃការចំណាយលើការមិនមានគុណភាព ខណៈពេលដែលរក្សាការអនុលោមតាម AS9100 Rev D ។
គោលបំណង៖ ដើម្បីបង្កើតក្របខណ្ឌការសម្រេចចិត្តដែលអាចផលិតឡើងវិញបានសម្រាប់ការជ្រើសរើសមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5 អ័ក្ស ដែលឧទ្ទិសដល់សមាសធាតុអវកាសដែលមានតម្លៃខ្ពស់។ វិធីសាស្រ្ត៖ ការរចនាវិធីសាស្រ្តចម្រុះដែលរួមបញ្ចូលកំណត់ហេតុផលិតកម្មឆ្នាំ 2020-2024 ពីរោងចក្រអវកាសលំដាប់ទី 1 ចំនួន 4 (n = 2 847 000 ម៉ោងម៉ាស៊ីន) ការសាកល្បងកាត់រូបរាងកាយលើប័ណ្ណ Ti-6Al-4V និង Al-7075 និងគំរូការសម្រេចចិត្តពហុលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ (MCDM) រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ SIS ។ លទ្ធផល៖ ថាមពល spindle ≥ 45 kW, ភាពត្រឹមត្រូវនៃការកំណត់អ័ក្ស 5 ក្នុងពេលដំណាលគ្នា ≤ ± 6 µm និងសំណងកំហុស volumetric ដោយផ្អែកលើសំណង volumetric ឡាស៊ែរ (LT-VEC) បានលេចចេញជាអ្នកព្យាករណ៍ខ្លាំងបំផុតចំនួនបីនៃការអនុលោមតាមផ្នែក (R² = 0.82) ។ មជ្ឈមណ្ឌលដែលមានតារាងលំអៀងប្រភេទសមបានកាត់បន្ថយពេលវេលាកំណត់ទីតាំងដែលមិនមានផលិតភាព 31% បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធក្បាលបង្វិល។ ពិន្ទុឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ MCDM ≥ 0.78 ទាក់ទងទៅនឹងការកាត់បន្ថយ 22% នៃអត្រាសំណល់អេតចាយ។ សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ពិធីការជ្រើសរើសបីដំណាក់កាល—(1) ការវាយតម្លៃលក្ខណៈបច្ចេកទេស, (2) ចំណាត់ថ្នាក់ MCDM, (3) សុពលភាពដំណើរការដោយអ្នកបើកបរ- ផ្តល់នូវការកាត់បន្ថយយ៉ាងសំខាន់តាមស្ថិតិនៃការចំណាយលើការមិនមានគុណភាព ខណៈពេលដែលរក្សាការអនុលោមតាម AS9100 Rev D ។
1 សេចក្តីផ្តើម
វិស័យលំហអាកាសពិភពលោកព្យាករណ៍ពីអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំ 3.4% នៅក្នុងការផលិតស៊ុមអាកាសរហូតដល់ឆ្នាំ 2030 ដោយធ្វើឱ្យតម្រូវការកាន់តែខ្លាំងសម្រាប់សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធទីតាញ៉ូម និងអាលុយមីញ៉ូមដែលមានភាពធន់នឹងធរណីមាត្រក្រោម 10 μm។ មជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីនប្រាំអ័ក្សបានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាលេចធ្លោ ប៉ុន្តែអវត្ដមាននៃពិធីការជ្រើសរើសស្ដង់ដារ បណ្តាលឱ្យមានការប្រើប្រាស់តិចជាង 18-34% និងសំណល់អេតចាយជាមធ្យម 9% នៅទូទាំងកន្លែងដែលបានស្ទង់មតិ។ ការសិក្សានេះដោះស្រាយគម្លាតចំណេះដឹងដោយការធ្វើជាផ្លូវការនូវគោលបំណង លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដែលជំរុញដោយទិន្នន័យសម្រាប់ការសម្រេចចិត្តលើការទិញម៉ាស៊ីន។
វិស័យលំហអាកាសពិភពលោកព្យាករណ៍ពីអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំ 3.4% នៅក្នុងការផលិតស៊ុមអាកាសរហូតដល់ឆ្នាំ 2030 ដោយធ្វើឱ្យតម្រូវការកាន់តែខ្លាំងសម្រាប់សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធទីតាញ៉ូម និងអាលុយមីញ៉ូមដែលមានភាពធន់នឹងធរណីមាត្រក្រោម 10 μm។ មជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីនប្រាំអ័ក្សបានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាលេចធ្លោ ប៉ុន្តែអវត្ដមាននៃពិធីការជ្រើសរើសស្ដង់ដារ បណ្តាលឱ្យមានការប្រើប្រាស់តិចជាង 18-34% និងសំណល់អេតចាយជាមធ្យម 9% នៅទូទាំងកន្លែងដែលបានស្ទង់មតិ។ ការសិក្សានេះដោះស្រាយគម្លាតចំណេះដឹងដោយការធ្វើជាផ្លូវការនូវគោលបំណង លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដែលជំរុញដោយទិន្នន័យសម្រាប់ការសម្រេចចិត្តលើការទិញម៉ាស៊ីន។
2 វិធីសាស្រ្ត
2.1 ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃការរចនា
ការរចនាពន្យល់តាមលំដាប់លំដោយបីដំណាក់កាលត្រូវបានអនុម័ត៖ (1) ការជីកយករ៉ែទិន្នន័យឡើងវិញ (2) ការពិសោធន៍ម៉ាស៊ីនដែលគ្រប់គ្រង (3) ការសាងសង់ MCDM និងសុពលភាព។
ការរចនាពន្យល់តាមលំដាប់លំដោយបីដំណាក់កាលត្រូវបានអនុម័ត៖ (1) ការជីកយករ៉ែទិន្នន័យឡើងវិញ (2) ការពិសោធន៍ម៉ាស៊ីនដែលគ្រប់គ្រង (3) ការសាងសង់ MCDM និងសុពលភាព។
2.2 ប្រភពទិន្នន័យ
- កំណត់ហេតុផលិតកម្ម៖ ទិន្នន័យ MES ពីរោងចក្រចំនួនបួន ដែលត្រូវបានដាក់អនាមិកក្រោមពិធីការ ISO/IEC 27001។
- ការកាត់សាកល្បង៖ 120 Ti-6Al-4V និង 120 Al-7075 prismatic blanks, 100 mm × 100 mm × 25 mm, ប្រភពពីដុំរលាយតែមួយ ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពខុសគ្នានៃសម្ភារៈ។
- សារពើភ័ណ្ឌម៉ាស៊ីន៖ មជ្ឈមណ្ឌល 5-axis ដែលមានពាណិជ្ជកម្មចំនួន 18 (ប្រភេទ fork-type, swivel-heads, and hybrid kinematics) ជាមួយនឹងឆ្នាំសាងសង់ 2018-2023។
2.3 ការដំឡើងសាកល្បង
ការសាកល្បងទាំងអស់បានប្រើឧបករណ៍ Sandvik Coromant ដូចគ្នា (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) និង 7% emulsion flood coolant ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm tooth⁻¹; ae = 0.2D ។ ភាពសុចរិតនៃផ្ទៃត្រូវបានគណនាតាមកម្រិតពន្លឺពណ៌ស (Taylor Hobson CCI MP-HS)។
ការសាកល្បងទាំងអស់បានប្រើឧបករណ៍ Sandvik Coromant ដូចគ្នា (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) និង 7% emulsion flood coolant ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm tooth⁻¹; ae = 0.2D ។ ភាពសុចរិតនៃផ្ទៃត្រូវបានគណនាតាមកម្រិតពន្លឺពណ៌ស (Taylor Hobson CCI MP-HS)។
2.4 ម៉ូដែល MCDM
ទម្ងន់លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យបានមកពីការបញ្ចូល Shannon ដែលបានអនុវត្តចំពោះកំណត់ហេតុផលិតកម្ម (តារាងទី 1) ។ TOPSIS បានដាក់ចំណាត់ថ្នាក់ជម្មើសជំនួស ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយ Monte-Carlo perturbation (10 000 ដដែលៗ) ដើម្បីសាកល្បងភាពប្រែប្រួលនៃទម្ងន់។
ទម្ងន់លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យបានមកពីការបញ្ចូល Shannon ដែលបានអនុវត្តចំពោះកំណត់ហេតុផលិតកម្ម (តារាងទី 1) ។ TOPSIS បានដាក់ចំណាត់ថ្នាក់ជម្មើសជំនួស ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយ Monte-Carlo perturbation (10 000 ដដែលៗ) ដើម្បីសាកល្បងភាពប្រែប្រួលនៃទម្ងន់។
3 លទ្ធផលនិងការវិភាគ
3.1 សូចនាករការអនុវត្តសំខាន់ៗ (KPIs)
រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីព្រំដែន Pareto នៃថាមពល spindle ធៀបនឹងភាពត្រឹមត្រូវនៃ contouring; ម៉ាស៊ីននៅក្នុង quadrant ខាងលើឆ្វេងសម្រេចបាន≥ 98% ការអនុលោមតាមផ្នែក។ តារាងទី 2 រាយការណ៍អំពីមេគុណតំរែតំរង់៖ ថាមពល spindle (β = 0.41, p < 0.01), ភាពត្រឹមត្រូវនៃវណ្ឌវង្ក (β = –0.37, p < 0.01) និង LT-VEC អាចរកបាន (β = 0.28, p < 0.05) ។
រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីព្រំដែន Pareto នៃថាមពល spindle ធៀបនឹងភាពត្រឹមត្រូវនៃ contouring; ម៉ាស៊ីននៅក្នុង quadrant ខាងលើឆ្វេងសម្រេចបាន≥ 98% ការអនុលោមតាមផ្នែក។ តារាងទី 2 រាយការណ៍អំពីមេគុណតំរែតំរង់៖ ថាមពល spindle (β = 0.41, p < 0.01), ភាពត្រឹមត្រូវនៃវណ្ឌវង្ក (β = –0.37, p < 0.01) និង LT-VEC អាចរកបាន (β = 0.28, p < 0.05) ។
3.2 ការប្រៀបធៀបការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ
តារាងលំអៀងប្រភេទសមបានកាត់បន្ថយពេលវេលាម៉ាស៊ីនជាមធ្យមក្នុងមួយមុខងារពី 3.2 នាទីទៅ 2.2 នាទី (95% CI: 0.8-1.2 នាទី) ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវកំហុសទម្រង់ < 8 µm (រូបភាពទី 2) ។ ម៉ាស៊ីនបង្វិលបានបង្ហាញពីការរសាត់កម្ដៅ 11 µm ក្នុងរយៈពេល 4 ម៉ោងបន្តបន្ទាប់គ្នាលុះត្រាតែបំពាក់ដោយសំណងកម្ដៅសកម្ម។
តារាងលំអៀងប្រភេទសមបានកាត់បន្ថយពេលវេលាម៉ាស៊ីនជាមធ្យមក្នុងមួយមុខងារពី 3.2 នាទីទៅ 2.2 នាទី (95% CI: 0.8-1.2 នាទី) ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវកំហុសទម្រង់ < 8 µm (រូបភាពទី 2) ។ ម៉ាស៊ីនបង្វិលបានបង្ហាញពីការរសាត់កម្ដៅ 11 µm ក្នុងរយៈពេល 4 ម៉ោងបន្តបន្ទាប់គ្នាលុះត្រាតែបំពាក់ដោយសំណងកម្ដៅសកម្ម។
3.3 លទ្ធផល MCDM
មជ្ឈមណ្ឌលដាក់ពិន្ទុ≥ 0.78 នៅលើសន្ទស្សន៍ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់សមាសធាតុបានបង្ហាញពីការកាត់បន្ថយសំណល់អេតចាយ 22% (t = 3.91, df = 16, p = 0.001) ។ ការវិភាគភាពរសើបបានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរ ± 5% នៅក្នុងទម្ងន់ថាមពល spindle ផ្លាស់ប្តូរចំណាត់ថ្នាក់សម្រាប់តែ 11% នៃជម្រើសដែលបញ្ជាក់ពីភាពរឹងមាំនៃគំរូ។
មជ្ឈមណ្ឌលដាក់ពិន្ទុ≥ 0.78 នៅលើសន្ទស្សន៍ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់សមាសធាតុបានបង្ហាញពីការកាត់បន្ថយសំណល់អេតចាយ 22% (t = 3.91, df = 16, p = 0.001) ។ ការវិភាគភាពរសើបបានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរ ± 5% នៅក្នុងទម្ងន់ថាមពល spindle ផ្លាស់ប្តូរចំណាត់ថ្នាក់សម្រាប់តែ 11% នៃជម្រើសដែលបញ្ជាក់ពីភាពរឹងមាំនៃគំរូ។
4 ការពិភាក្សា
ភាពលេចធ្លោនៃថាមពល spindle ស្របទៅនឹងកម្លាំងបង្វិលជុំខ្ពស់នៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម ដែលបញ្ជាក់អំពីគំរូថាមពលរបស់ Ezugwu (2022 ទំព័រ 45)។ តម្លៃបន្ថែមនៃ LT-VEC ឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូររបស់ឧស្សាហកម្មអវកាសឆ្ពោះទៅរកការផលិត "ពេលវេលាដំបូង" ក្រោម AS9100 Rev D. ដែនកំណត់រួមមានការផ្តោតអារម្មណ៍នៃការសិក្សាទៅលើផ្នែក prismatic ។ ធរណីមាត្រ turbine-blade ជញ្ជាំងស្តើងអាចសង្កត់ធ្ងន់ទៅលើបញ្ហានៃការអនុលោមតាមថាមវន្តដែលមិនត្រូវបានចាប់យកនៅទីនេះ។ ជាក់ស្តែង ក្រុមលទ្ធកម្មគួរតែផ្តល់អាទិភាពដល់ពិធីការបីដំណាក់កាល៖ (1) ត្រងបេក្ខជនតាមរយៈកម្រិត KPI (2) អនុវត្ត MCDM (3) ធ្វើឱ្យមានសុពលភាពជាមួយនឹងដំណើរការសាកល្បង 50 ផ្នែក។
5 សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ពិធីសារដែលមានសុពលភាពតាមស្ថិតិដែលរួមបញ្ចូលការវាយតម្លៃ KPI benchmark, MCDM ដែលមានទម្ងន់ entropy និង pilot-run validation អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផលិតអវកាសជ្រើសរើសមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5-axis ដែលកាត់បន្ថយសំណល់អេតចាយ ≥ 20% ខណៈពេលដែលបំពេញតាមតម្រូវការ AS9100 Rev D ។ ការងារនាពេលអនាគតគួរតែពង្រីកសំណុំទិន្នន័យដើម្បីរួមបញ្ចូលសមាសធាតុ CFRP និង Inconel 718 និងបញ្ចូលគំរូតម្លៃវដ្តជីវិត។
ពិធីសារដែលមានសុពលភាពតាមស្ថិតិដែលរួមបញ្ចូលការវាយតម្លៃ KPI benchmark, MCDM ដែលមានទម្ងន់ entropy និង pilot-run validation អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផលិតអវកាសជ្រើសរើសមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5-axis ដែលកាត់បន្ថយសំណល់អេតចាយ ≥ 20% ខណៈពេលដែលបំពេញតាមតម្រូវការ AS9100 Rev D ។ ការងារនាពេលអនាគតគួរតែពង្រីកសំណុំទិន្នន័យដើម្បីរួមបញ្ចូលសមាសធាតុ CFRP និង Inconel 718 និងបញ្ចូលគំរូតម្លៃវដ្តជីវិត។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៩ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥
