Kasu:
- Oskus algtasemel selgitada töötlemise, valamise, keevitamise ja lisaainete valmistamise parameetreid
- Võimalus luua tehisintellektiga valmistatavus (DFM), protsessi parameetrid ja kulud
- Võimalus kinnitada tehisintellekti soovitusi tööriista/masina piirangute ja tegelike protsessipiirangutega
Ükskõik kui elegantne kujundus paberil ka poleks, on see väärtusetu, kui seda ei ole võimalik taasesitada. Tootmisprotsessidel (mehaaniline töötlemine, valamine, keevitamine, lehtmetalli töötlemine, lisandite tootmine) on kõigil oma reeglid, piirangud ja kulustruktuur. Valmistatavus (DFM: Design for Manufacturing; osa projekteerimise distsipliin nii, et seda saab valitud tootmismeetodil hõlpsasti, odavalt ja korrata toota) on nende reeglitega arvestamine projekteerimisetapis. Tehisintellekt (AI) on võimas abivahend DFM-i hindamisel, protsessiparameetrite soovitamisel, kulude visandamisel ja protsesside võrdlusuuringul. Kuid tehisintellekt ei tea teie kaupluse tegelikku masina, tööriista, stantsi ja operaatori kogemust; See võib viidata saavutamatule sisenurga raadiusele, võimatule tolerantsile või lõikele, mida ei saa olemasoleva masinaga teha. Seetõttu tuleks DFM-i tehisintellekti soovitused alati kinnitada tegelike seadmete, tööriistade ja protsesside piirangutega. Selles üksuses saate teada tootmisprotsesside põhiloogikat ja seda, kuidas tehisintellekti ohutult DFM-i lisada.
Peamised tootmisprotsessid ja disainipiirangud
Iga protsess kehtestab disainerile teatud reeglid. Nende reeglite tundmine on valmistatava disaini alus:
Protsess
Kus see on tugev
Tüüpiline disainipiirang
Mehaaniline töötlemine (CNC)
Kõrge täpsus, väike-keskmine kogus
Tööriista ulatus, sisenurga raadius ≥ tööriista raadius
valamine
Keeruline geomeetria, suur kogus
Kokkutõmbumisvaru, seina paksuse tasakaal, valukalle
lehtmetalli töötlemine
Kiired ja odavad plekidetailid
Minimaalne painderaadius, augu ja serva vaheline kaugus
Allikas
Suurte struktuuride kombineerimine
Juurdepääs, kuumarabandus, keevitamise järjekord
Lisandite tootmine (3D printimine)
Keeruline sisegeomeetria, prototüüp
Toe vajadus, tärkamisnurk, anisotroopia
Näiteks CNC freesimisel ei saa sisenurga raadius olla väiksem kui kasutatava freestööriista raadius; Selle tööriistaga ei saa teha disaini, mis nõuab teravat sisenurka. Lehtmetalli painutamisel on materjalist ja paksusest olenevalt minimaalne painderaadius; selle all materjal praguneb. Need reeglid on üldine teave, mida tehisintellekt võib "teada", kuid see varieerub sõltuvalt teie kaupluse tööriistakomplektist ja masina võimsusest.
Näpunäide. DFM-i küsimuse esitamisel tehisintellektile esitage selgelt tootmismeetod ja saadaolevad seadmed: "3-teljelise CNC-freesi puhul on meie väikseim veski läbimõõt 4 mm." Kui meetodit pole täpsustatud, annab AI üldreeglid, mis võivad teie konkreetsest piirangust mööda minna.
Protsessi parameetrid ja kululoogika
Iga protsessi tulemus sõltub protsessi parameetritest: lõikekiirus, ettenihe, lõikesügavus CNC-s; vool, edenemine, kaitsegaas keevitamisel; kihi kõrgus, temperatuur, täitemäär trükkimisel. AI võib soovitada nende parameetrite algväärtusi, kuid neid tuleb kontrollida tööriista tootja andmete ja proovilõikamisega. Maksumus koosneb ligikaudu materjalist + tööjõust (masina tööajast) + seadistamisest + vormi/tööriista amortisatsioonist; Koguse kasvades ühikukulu väheneb, kuna püsikulud (vorm, paigaldus) jagunevad rohkemate osade peale.
Tähelepanu: Tehisintellekti antud parameetrid, nagu lõikekiirus ja ettenihe, võivad olla "mõistlikus vahemikus", kuid need ei pruugi olla teie materjali-masina-masina kolmiku jaoks optimaalsed ega ohutud. Vale parameeter põhjustab tööriista purunemise, pinnadefekti või tööohutuse riski. Kinnitage parameetrid alati tootja soovituse ja prooviga.
Samm-sammult: DFM-i hindamine tehisintellektiga
- Täpsustage tootmismeetod ja seadmed. Milline masin, millised tööriistad, milline kogus?
- Määratlege geomeetria. Kriitilised mõõdud, sisenurgad, seinapaksused, augud.
- Taotlege DFM-i kontrolli. Tootmisvõimega seotud riskid ja parendusettepanekud.
- Joonistage protsessi parameetrid. Seejärel kontrollitakse algväärtusi.
- Hankige kululoogika välja. Ühikuhinna trend koguse järgi.
- Kontrollige tegelike piirangutega. Kinnitus töökoja, tööriistakataloogi ja operaatoriga; katsekeha.
DFM-i analüüsi viip
Roll: tootmisinsener, kellel on kogemusi valmistatavuse (DFM) valdkonnas. Tootmismeetod: 3-teljeline CNC freesimine. Meie väikseima freesi läbimõõt on 4 mm. Materjal: 6061 alumiinium. Kogus: 50. Tükk: [geomeetria kirjeldus; sisenurgad, taskud, augud, tolerantsid].Ülesanne: Loetle valmistamisriskid (ligipääsmatu tsoon, liiga väike siseraadius, raske tolerants, õhuke sein). Soovitage iga riski jaoks disaini parandusi. Reegel: öelge, et teie ettepanekuid tuleks olemasoleva seadmega kontrollida.
Protsessi parameetrite viip
Masinan 6061 alumiiniumi 8 mm karbiidfreesiga. Soovitage esialgseid lõikeparameetreid (lõikekiirus, etteanne, lõikesügavus) ja andke tüüpiline ulatus. Reegel: rõhutage, et neid väärtusi tuleks kontrollida tööriista tootja andmete ja proovilõikamisega; Lisa turvamärkus.
Protsessi võrdlemise viip
Tootan 200 tükki järgmist tükki: [geomeetria]. Võrrelge kolme meetodit: CNC-mehaaniline töötlemine, survevalu, lisandite tootmine. Igaühe kohta: saadavus, hinnanguline ühikuhinna trend (koguse järgi), vormi/seadistuskulu, taluvus ja tüüpilised riskid. Tee laud. Reegel: arvud on ligikaudsed; Lõplik hinnapakkumine nõuab tarnija kinnitust.
Kulude eelnõu viip
Lahutage selle CNC-osa ligikaudsed kuluartiklid: materjal, masina tööaeg, seadistus, tööriista kulumine, kvaliteedikontroll. Selgitage loogiliselt, kuidas ühiku maksumus muutub 1, 50 ja 500 ühiku puhul (püsikulude vahe). Reegel: kui kohalik tööjõu- ja energiahind pole teada, märkige oma oletus.
Nõrk viip / Tugev viip
Nõrk viip:
Kas seda osa saab toota?
Puuduvad üksikasjad meetodi, materjali, koguse või geomeetria kohta; AI ütleb üldiselt "jah, seda saab ehitada", mis on inseneri seisukohast väärtusetu.
Võimas viip:
3-teljeline CNC freespink, väikseim tööriist 4 mm, 6061 alumiinium, 50 tk. Osa: [geomeetria]. Loetlege valmistatavusega seotud riskid (sissepääsmatu sisenurk, õhuke sein, raske talutavus) ja soovitage igaühe jaoks disaini parandusi. Mainige, et pean teie soovitusi oma masinaga kontrollima.
Teine viipemeetod annab varustuse, materjali ja koguse; See nõuab konkreetseid riske ja jätab kontrollimise insenerile.
Kolm miniümbrist (numbrite järgi)
Juhtum 1 – ligipääsmatu sisenurk. Disainer joonistab 2 mm sisenurga raadiuse, kuid töökoja väikseim frees on 4 mm läbimõõduga (raadiusega 2 mm) ja sellel sügavusel ei saa 3 mm läbimõõduga tööriist ilma vibratsioonita töötada. AI hoiatab, et "sisenurga raadius ei saa olla väiksem kui tööriista väikseim raadius" DFM-i juhtimises. Disainer avab nurga 2,5 mm raadiusega ja muudab selle ligipääsetavaks. Õppetund: geomeetria peaks sobima pingiga, mitte pingi geomeetriaga.
2. juhtum – koguse-kulu verstapost. 200 detaili ühiku maksumuseks on AI hinnangul ~18 USD CNC-ga, ~9 USD koos survevaluga vormiga, kuid vormi maksumus on ~6000 USD. Insener arvutab: valamise kogumaksumus on 200·9 + 6000 = 7800 $; CNC 200·18 = 3600 dollarit. CNC on selles koguses odavam; Valamine on kasulik ainult ~1000+ ühiku puhul. Tegelik pakkumine saadakse tarnijalt ja kontrollitakse. Õppetund: hallituse maksumus jaguneb koguse järgi; Arvutage pöördepunkt.
Juhtum 3 – õhukese seina moonutamine. AI soovitab valandis seinapaksust 2 mm; Selle paksusega detaili suuruses kaasneb aga jahutamisel moonutuste ja täitevigade oht. Valamise insener nõuab minimaalselt 4 mm ja tasakaalustatud seina paksust. Proovivalamisel on 2 mm sein tegelikult puudulik ja toob kaasa vanaraua. Õppetund: AI soovitatud paksus võib olla üldine; Protsessi piirang kuvatakse väljale.
Levinud vead
- DFM-i küsimine ilma meetodit täpsustamata: üldise vastuse saamine ja konkreetse seadmepiirangu puudumine.
- Tööriista/masina piirangu eiramine: ligipääsmatute nurkade kujundamine, võimatud tolerantsid.
- Protsessi parameetri kasutamine ilma kontrollimiseta: AI väärtuse rakendamine ilma proovilõikamiseta.
- Vormi/paigalduskulude unustamine: vaadeldes ainult ühikulist tööjõudu ja puudu ühikuhinna konversioonist.
- Seina paksuse/painderaadiuse reeglitest möödahiilimine: eiratakse valamise/lehe miinimumpiiranguid.
- Tolerantsi kitsendamine sõltumata funktsioonist: kulude suurendamine tarbetult kitsaste tolerantside abil.
Kokkuvõttes
- Iga tootmisprotsess seab oma disainipiirangud; DFM peab neid piiranguid projekteerimisetapis arvesse võtma.
- AI on tugev DFM-i riski, protsessiparameetrite ja kulude osas; aga ta ei tea su tegelikku loendurit.
- Soovitusi tuleks alati kontrollida olemasoleva varustuse, tööriistakataloogi ja proovitükiga.
- Maksumus koosneb materjalist, tööjõust, paigaldusest ja vormist/tööriistadest; Püsikulud, nagu vormimine, jaotatakse koguse peale.
- Protsessi piirangud, nagu sisenurga raadius, seina paksus, painderaadius, määravad disaini; Lõpliku otsuse teeb insener.
Rakenduse ülesanne
Valige detail ja valmistamisviis (näiteks alumiiniumklamber või lehtmetallist korpus CNC-freesil). Kirjutage üles meetod, saadaolevad seadmed (tööriista läbimõõt, masin), materjal ja kogus. Laske tehisintellektil läbi viia DFM-i analüüs ning loetleda valmistamisriskid ja parendussoovitused. Kontrollige oma tegeliku tööriista/masina piiranguga võrreldes vähemalt kahte riski (nt lõikeraadius või tolerants); Kui see ei sobi, parandage kujundust. Seejärel laske tehisintellektil eraldada kahe erineva koguse (nt 50 ja 500) ühikuhinna trend ja arvutage ise vormi/seadistuskulude pöördepunkt. Lõpuks kirjutage üles, millised otsused nõuavad tarnija/poe kontrollimist.
kontrollnimekiri
- [ ] Tootmismeetod, saadaolevad seadmed, materjalid ja kogused on selgelt välja toodud.
- [ ] DFM riskid (ligipääsmatu ala, õhuke sein, raske taluvus) on loetletud.
- [ ] Vähemalt kahte riski on kontrollitud tegeliku tööriista/masina piiranguga.
- [ ] Protsessi parameetreid võeti kui "kontrollitava mustandit" ja neid ei rakendatud otseselt.
- [ ] Arvutatud koguse-kulu suhe ja vormi/seadistuse verstapost.
- [ ] Märgitakse otsused, mis nõuavad tarnija/töökoja kontrollimist; kinnitamine jäeti insenerile.