Kiekvienas CNC parduotuvės vadovas susidūrė su tuo pačiu ekonominiu galvosūkiu. Per dažnai keiskite įrankius ir nerimą keliančiu greičiu perdegsite karbidą. Prailginkite įrankių tarnavimo laiką ir rizikuojate nulaužti dalis, sugadinti ruošinius ir sulūžti pjaustytuvus. Kažkur tarp šių kraštutinumų slypi miela vieta, kur visos dalies gamybos sąnaudos yra sumažintos iki minimumo. Norint rasti tą pusiausvyrą, reikia suprasti ne tik įrankių kainą, bet ir paslėptas išlaidas, susijusias su kiekvienu įrankio keitimu ir kiekvienu gedimu.
Tiesioginė pjovimo įrankio kaina yra paprasta. Kietojo karbido galinis malūnas kainuoja nuo trisdešimt iki šimto penkiasdešimt dolerių. Tekinimo įrankio įdėklas gali kainuoti nuo aštuonių iki dvidešimties dolerių. Šiuos skaičius lengva sekti. Tačiau tikroji įrankių kaina apima daug daugiau. Kiekvieną kartą, kai operatorius sustabdo mašiną, kad pakeistų nuobodu įrankį, veleno tuščiosios eigos laikas kaupiasi. Įrankio keitimas gali užtrukti nuo dviejų iki penkių minučių. Kai mašinos tarifas yra šimtas dolerių per valandą, tuščiosios eigos laikas kainuoja maždaug nuo trijų iki aštuonių dolerių už pakeitimą. Pridėkite operatoriaus darbo sąnaudas ir skaičius padidės. Dažnas trumpo ciklo dalių įrankių keitimas gali lengvai padvigubinti vienos dalies darbo sąnaudas.
Kita vertus, eksploatuojant įrankį, pasibaigus jo ekonominiam tarnavimo laikui, atsiranda įvairių išlaidų. Susidėvėjęs pjoviklis sukuria didesnes pjovimo jėgas, todėl padidėja mašinos energijos sąnaudos ir kyla pavojus, kad jis nukryps. Paviršiaus apdaila blogėja, todėl dalys gali išstumti iš tolerancijos ribų. Brangiausias rezultatas yra katastrofiškas įrankio gedimas. Sugedęs galinis frezas gali įkalti ruošinį, sugadinti tvirtinimo detales ar net sugadinti mašinos veleną. Suklio keitimas kainuoja dešimtis tūkstančių dolerių ir prastovos dienas. Netgi nedidelis įrankio lūžis, kuris sugadina vieną brangią dalį, pavyzdžiui, kaltinį titano kosmoso komponentą, gali sutaupyti šimtus pakeitus įrankį.
Optimalus įrankio naudojimo trukmės balanso taškas nėra fiksuotas skaičius. Tai priklauso nuo partijos dydžio, dalies vertės, medžiagos ir mašinos panaudojimo. Didelės apimties nebrangių aliuminio dalių gamybai matematika teikia pirmenybę dažnai keisti įrankius. Stumdami įrankį, kad sutaupytumėte kelis dolerius už šimtą dalių, neverta rizikuoti, kad sugedęs įrankis sustabdys automatizuotą elementą. Daugelis didelės apimties parduotuvių įrankius keičia septyniasdešimt procentų savo numatomo eksploatavimo laiko, kad sukurtų saugos ribą. Nedidelį įrankių sąnaudų padidėjimą kompensuoja nenutrūkstama gamyba.
Mažos apimties, didelės vertės dalių, tokių kaip medicininiai implantai ar pelėsių ertmės, skaičiavimas pasislenka. Viena laužo dalis gali būti verta tūkstančių dolerių. Šioje aplinkoje konservatyvios įrankio naudojimo trukmės ribos turi prasmę. Parduotuvėse dažnai naudojamos įrankių stebėjimo sistemos, kurios matuoja veleno apkrovą arba akustinę emisiją, kad nustatytų nusidėvėjimą prieš gedimą. Jie keičia įrankius pagal faktinę būklę, o ne savavališkus laiko apribojimus. Šis metodas leidžia panaudoti daugiau įrankių, nerizikuojant dalimi. Investicijos į techninės įrangos stebėjimą atsiperka po kelių išsaugotų komponentų.
Pjaunama medžiaga stipriai įtakoja optimalų keitimo dažnį. Aliuminis yra atlaidus. Nusidėvėjęs galinis frezas dar ilgai prieš sulūždamas išskleis ir šniokš, parodydamas įspėjamuosius ženklus. Grūdintas plienas, didesnis nei 50 HRC, beveik neįspėja. Susidėvėjęs keraminis arba CBN įdėklas gali staiga sugesti ir sugadinti ruošinį. Kietam tekinimo ir aukštos temperatūros lydiniams būtina laikytis konservatyvių įrankių keitimo intervalų. Kai kurios parduotuvės, kuriose veikia Inconel, keičia įdėklus po kiekvienos detalės, nes sugedusio įrankio kaina toje medžiagoje gerokai viršija įdėklo kainą.
Partijos dydis taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Jei naudojate penkias dalis, įrankio keitimo kaina paskirstoma tik penkioms detalėms. Pakeitus įrankius du kartus per tą paleidimą, gali padidėti dešimt minučių tuščiosios eigos laiko, o tai gali sudaryti penkiasdešimt procentų viso ciklo laiko. Trumpomis eksploatacijomis dažnai ekonomiškai prasminga naudoti įrankius tol, kol jie aiškiai nusidėvi, o paviršiaus apdaila yra šiek tiek žemesnė, kad būtų išvengta dažno sustojimo. Jei naudojate penkis šimtus dalių, dviejų minučių įrankio keitimas kas penkiasdešimt dalių prideda tik keturias sekundes vienai daliai, o tai yra nereikšminga pridėtinė sąnauda.
Automatika verčia iš naujo įvertinti. Robotų darbo ląstelės ir padėklų sistemos veikia be priežiūros. Jei įrankis sugenda vidurnaktį, mašina gali veikti iki ryto ir gaminti laužą valandų valandas. Gaminant apšvietimą, įrankio tarnavimo laikas turi būti nustatytas pakankamai konservatyviai, kad gedimo tikimybė per naktį būtų artima nuliui. Kai kuriose parduotuvėse naudojami pertekliniai įrankiai, kurių dublikatas yra įdėtas į gretimą kišenę, todėl mašina gali automatiškai pakeisti į naują pjaustytuvą, kai pasiekiama nusidėvėjimo riba. Tai padidina įrankių sąnaudas, bet pašalina gedimų per naktį riziką.
Praktinis optimalaus balanso nustatymo metodas apima trijų skaičių sekimą laikui bėgant. Pirma, vidutinis įrankio tarnavimo laikas minutėmis pjovimo laiko. Antra, vieno įrankio kaina, įskaitant laikiklio amortizaciją ir sąrankos darbą. Trečia, laužo norma, priskiriama įrankių nusidėvėjimui. Nubraižykite bendrą vienos dalies kainą, nes skiriasi įrankio keitimo dažnis. Kreivė paprastai yra U formos. Per dažni keitimai padidina įrankių ir prastovos laiko sąnaudas. Per reti pakeitimai padidina laužo ir perdirbimo išlaidas. Minimalus taškas paprastai atsiranda, kai įrankiai pakeičiami nuo šešiasdešimties iki aštuoniasdešimties procentų didžiausio galimo naudojimo laiko. Parduotuvės, kurios religiškai registruoja įrankių nusidėvėjimo duomenis, gali patikslinti šiuos skaičius kiekvienam įrankių medžiagų deriniui.
Ekonomika taip pat priklauso nuo įrankio šlifavimo. Daugelį karbido galinių frezų ir grąžtų galima peršlifuoti du ar tris kartus už dalį pradinės kainos. Tai dramatiškai pakeičia lygtį. Peršlifuoto įrankio pradinė kaina yra mažesnė, bet gali šiek tiek sutrumpinti tarnavimo laiką. Optimalus šlifavimo įrankių keitimo dažnis paprastai yra trumpesnis, nes bauda už papildomą pakeitimą yra mažesnė. Parduotuvės, kuriose galima šlifuoti įrankius, gali dažniau keisti įrankius nepadidindamos sąnaudų biudžeto.
Galiausiai geriausias balanso taškas yra dinaminis taikinys. Keičiantis dalių geometrijai, medžiagoms ir mašinų galimybėms, keičiasi ir optimalaus įrankio keitimo dažnis. Pelningiausios parduotuvės nespėja. Jie įtaiso savo mašinas su veleno apkrovos monitoriais, įrankių prisilietimo nustatikliais ir duomenų rinkimo programine įranga. Jie traktuoja įrankio tarnavimo laiką kaip optimizuojamą kintamąjį, o ne fiksuotą taisyklę iš įrankių katalogo. Norint rasti optimalią pusiausvyrą, reikia disciplinos, išmatavimo ir noro retkarčiais pastūmėti įrankį iki nesugebėjimo sužinoti, kur yra tikroji riba. Atlygis – mažesnės bendros dalies kaina ir mažiau netikėtumų parduotuvės aukšte.
