W kontekście globalnej inteligencji produkcyjnej i rosnącego zapotrzebowania na precyzyjne części samochodowe, tradycyjne mechaniczne prasy krawędziowe stopniowo napotykają na przeszkody, takie jak niska precyzja, wysokie zużycie energii i nieelastyczne dostosowanie procesu. Niniejszy przypadek analizuje wiodącego producenta konstrukcyjnych części samochodowych w Guangdong (zwanego dalej „Klientem”) jako obiekt badawczy, szczegółowo opisując, jak prasa krawędziowa ST Servo Series firmy Dongguan Qiaosen Machinery’s rozwiązuje problemy produkcyjne Klienta i weryfikując praktyczną wartość serwo-prasy krawędziowej w tłoczeniu stali o wysokiej wytrzymałości za pomocą rzeczywistych danych i efektów zastosowania na miejscu. Klient produkuje głównie samochodowe płyty wzmacniające, złącza podwozia i inne kluczowe komponenty, obsługując dostawców pierwszego rzędu w branży motoryzacyjnej; przed współpracą z Qiaosen od dawna borykał się z problemami niestabilnej jakości produktów, niskiej wydajności produkcji i wysokich kosztów kompleksowych.
1. Tło problemów Klienta
Klient jest profesjonalnym producentem metalowych części konstrukcyjnych samochodów, z roczną produkcją 8 milionów zestawów samochodowych płyt wzmacniających i złączy. Jego pierwotna linia produkcyjna wykorzystywała 4 zestawy tradycyjnych mechanicznych pras krawędziowych (160 ton i 200 ton), które stopniowo przestawały spełniać wymagania produkcyjne wysokiej klasy części samochodowych, a główne problemy koncentrowały się w następujących czterech aspektach:
-
Niska precyzja obróbki, wysoki wskaźnik wadliwych produktów: Kluczowym produktem Klienta jest płyta wzmacniająca ze stali o wysokiej wytrzymałości (AHSS) o grubości 1,8-2,5 mm, która wymaga tolerancji wymiarowej ±0,015 mm. Oryginalna mechaniczna prasa krawędziowa miała dokładność powtarzalnego pozycjonowania ±0,01-0,02 mm, a odchylenie równoległości suwaka przekraczało 0,02 mm/300 mm, co skutkowało częstymi problemami, takimi jak nierówne krawędzie, wypaczanie materiału i odchylenie pozycji otworu tłoczonych części. Wskaźnik wadliwych produktów utrzymywał się na poziomie 0,7-0,9%, co nie tylko zwiększało straty materiałowe, ale także nie spełniało ścisłych standardów jakościowych dostawców pierwszego rzędu w branży motoryzacyjnej.
-
Niska wydajność produkcji, poważne wąskie gardła: Oryginalna mechaniczna prasa krawędziowa miała stałą prędkość tłoczenia (45-50 SPM), a krzywa skoku i ruchu nie mogła być regulowana zgodnie z procesem formowania. W przypadku tłoczenia progresywnego płyt wzmacniających na 24 stacjach, każda część wymagała wielokrotnych operacji tłoczenia ze względu na ograniczony rozmiar stołu i nieelastyczną kontrolę ruchu, co skutkowało dzienną produkcją tylko 9 000 sztuk na maszynę. Wraz z ciągłym wzrostem zamówień Klienta, luka w zdolności produkcyjnej osiągnęła 30%, a presja dostaw była znacząca.
-
Wysokie zużycie energii i koszty konserwacji: Mechaniczna prasa krawędziowa o mocy 160 ton miała moc silnika głównego 15 kW, ze jednostkowym zużyciem energii 0,85 kWh/godzinę podczas pracy z pełnym obciążeniem; roczny koszt konserwacji 4 maszyn wynosił około 60 000 juanów, a kluczowe komponenty (wał korbowy, tuleja mosiężna) wymagały wymiany co 18 miesięcy, co znacznie zwiększało koszt produkcji. Ponadto, mechaniczna prasa krawędziowa generowała duży hałas (82-85 dB), co nie spełniało standardów ochrony środowiska w warsztacie.
-
Słaba adaptacyjność procesu: Wraz z modernizacją technologii lekkich konstrukcji samochodowych, Klient zaczął stosować stal o ultra-wysokiej wytrzymałości (granica plastyczności ≥1000 MPa) do produkcji. Tradycyjna mechaniczna prasa krawędziowa miała pojedynczą krzywą ruchu, która nie mogła osiągnąć powolnego formowania w krytycznej fazie formowania, prowadząc do częstego pękania materiału i uszkodzenia formy, a żywotność formy wynosiła tylko 100 000 sztuk, co poważnie wpływało na ciągłość produkcji.
Po dogłębnej analizie i porównaniu wielu krajowych i zagranicznych marek serwo-pras krawędziowych, Klient ostatecznie wybrał serwo-prasę krawędziową ST Servo Series firmy Dongguan Qiaosen Machinery’s, kupując 2 zestawy STC-200sv (200-tonowa prasa krawędziowa C-frame z podwójnym korbowodem) i 1 zestaw STD-250sv (250-tonowa prasa krawędziowa H-frame z pojedynczym korbowodem), które zostały oddane do użytku w marcu 2024 roku, w celu rozwiązania powyższych problemów i osiągnięcia modernizacji wydajności produkcji i jakości produktów.
2. Dostosowane rozwiązanie serwo-prasy krawędziowej ST Servo Series firmy Qiaosen
W połączeniu z potrzebami produkcyjnymi Klienta (tłoczenie stali o wysokiej wytrzymałości, produkcja wielkoseryjna z użyciem form progresywnych, wysokie wymagania dotyczące precyzji) i problemami, Qiaosen Machinery dostarczył niestandardowe kompleksowe rozwiązanie, skupiające się na rozwiązywaniu problemów precyzji, wydajności, zużycia energii i adaptacyjności procesu, z następującymi kluczowymi konfiguracjami i adaptacjami technicznymi:
2.1 Wybór i konfiguracja kluczowego sprzętu
-
STC-200sv (2 zestawy): Konstrukcja C-frame z podwójnym korbowodem, odpowiednia do wielkoseryjnego tłoczenia konstrukcyjnych części samochodowych; ciśnienie nominalne 200 ton, skok suwaka 10-250 mm (programowalny), SPM bez obciążenia 20-120, SPM z pełnym obciążeniem 55-65. Wyposażona w 15,6-calowy kolorowy ekran dotykowy HMI, obsługujący wielojęzyczne działanie i monitorowanie danych w czasie rzeczywistym, co jest odpowiednie do tłoczenia płyt wzmacniających ze stali o wysokiej wytrzymałości o grubości 1,8-2,5 mm.
-
STD-250sv (1 zestaw): Konstrukcja H-frame z pojedynczym korbowodem, o ultra-wysokiej sztywności; ugięcie korpusu pod obciążeniem 110% wynosi ≤0,025 mm/m, co jest odpowiednie do tłoczenia złączy podwozia ze stali o wysokiej wytrzymałości o grubości 2,5-3,0 mm, skutecznie tłumiąc deformację korpusu i zapewniając precyzję tłoczenia.
2.2 Kluczowe adaptacje techniczne
-
Optymalizacja systemu napędu serwo: Zastosowanie bezpośredniego napędu silnika serwo (bez strat na paskach/kołach pasowych), z 9 wbudowanymi programowalnymi krzywymi ruchu (w tym krzywa wahadłowa, krzywa powolnego formowania itp.). W przypadku tłoczenia stali o ultra-wysokiej wytrzymałości, stosuje się krzywą powolnego formowania w celu zmniejszenia prędkości formowania w krytycznej fazie (z 65 SPM do 30-40 SPM), unikając pękania materiału i poprawiając jakość formowania, co jest zgodne z charakterystyką zastosowania serwo-pras w gorącym tłoczeniu stali o wysokiej wytrzymałości.
-
Wzmocnienie kontroli precyzji: Cała maszyna spełnia standard precyzji JIS Klasy 1, z równoległością suwaka ≤0,015 mm/300 mm i dokładnością powtarzalnego pozycjonowania ≤±0,003 mm. Wyposażona w hartowane na wysokie częstotliwości prowadnice (HRC ≥45°) i wał korbowy kuty z 42CrMo, szczelina pary ruchowej jest kontrolowana w granicach 0,005 mm, zapewniając długoterminową stabilność precyzji tłoczenia, co jest lepsze niż poziom precyzji tradycyjnych mechanicznych pras krawędziowych.
-
Dopasowanie automatyzacji: Prasa krawędziowa jest połączona z istniejącym podajnikiem serwo Klienta i systemem transferu robotów sześciu osi, realizując automatyczne podawanie, tłoczenie i wykrawanie, redukując ręczną obsługę i unikając błędów ludzkich. Jednocześnie dodano funkcje elektronicznej krzywki i miękkiego limitu, aby uniknąć kolizji z przeciążeniem i uszkodzenia formy, co jest podobne do schematu transformacji automatyzacji serwo-pras w fabrykach części samochodowych.
-
Konstrukcja energooszczędna i redukująca hałas: Wyposażona w system odzyskiwania energii hamowania, który może przekształcać energię kinetyczną podczas hamowania w energię elektryczną i zwracać ją do sieci energetycznej; jednostkowe zużycie energii STC-200sv wynosi tylko 0,72 kWh/godzinę, a hałas podczas pracy z pełnym obciążeniem wynosi ≤72 dB, spełniając standardy ochrony środowiska w warsztacie. Ponadto, zastosowano w pełni zamknięty system smarowania hydraulicznego, aby przedłużyć żywotność kluczowych komponentów.
-
Funkcja ochrony i pamięci formy: Wbudowana funkcja pamięci 200 zestawów form, która może przechowywać parametry różnych form, a czas wymiany formy jest skrócony o 50% w porównaniu do oryginalnej mechanicznej prasy krawędziowej. Jednocześnie dodano funkcję monitorowania prądu do oceny anomalii formy w czasie rzeczywistym, zmniejszając częstotliwość konserwacji formy i przedłużając żywotność formy, zgodnie z mechanizmem ochrony formy w przypadkach transformacji serwo-pras.
2.3 Wsparcie posprzedażowe i techniczne
Qiaosen Machinery zapewnił kompleksowe usługi obejmujące instalację sprzętu, debugowanie, szkolenie operatorów i zdalne wsparcie techniczne: wysłał profesjonalnych inżynierów technicznych do siedziby Klienta w celu 7-dniowego debugowania na miejscu, zapewniając płynne połączenie między prasą krawędziową a oryginalną linią produkcyjną; przeprowadził 3 rundy szkoleń dla operatorów (w tym obsługę sprzętu, ustawianie parametrów i codzienną konserwację) oraz opracował szczegółową instrukcję obsługi i konserwacji, aby zmniejszyć ryzyko błędnej obsługi; zapewnił 1-roczną bezpłatną gwarancję i dożywotnie zdalne wsparcie techniczne, a czas reakcji na problemy posprzedażowe wynosi poniżej 24 godzin, zapewniając ciągłą i stabilną pracę sprzętu, co jest zgodne z profesjonalnym wsparciem posprzedażowym świadczonym przez znanych producentów serwo-pras krawędziowych.
3. Efekt zastosowania i porównanie danych
Po 12 miesiącach stabilnej pracy serwo-prasy krawędziowej ST Servo Series, wskaźniki produkcji Klienta uległy znaczącej poprawie, a oczekiwane cele transformacji zostały w pełni osiągnięte. Szczegółowe porównanie danych (przed i po wymianie sprzętu) jest następujące:
|
Wskaźnik oceny
|
Przed wymianą (mechaniczna prasa krawędziowa)
|
Po wymianie (serwo-prasa krawędziowa Qiaosen ST Servo Series)
|
Zakres poprawy
|
|
Wskaźnik wadliwych produktów
|
0,7-0,9%
|
≤0,02%
|
↓97,2%
|
|
Dzienna produkcja na maszynę
|
9 000 sztuk
|
14 000 sztuk
|
↑55,6%
|
|
Jednostkowe zużycie energii (kWh/godzinę)
|
0,85
|
0,72
|
↓15,3%
|
|
Roczny koszt konserwacji (3 maszyny)
|
45 000 juanów
|
18 000 juanów
|
↓60%
|
|
Żywotność formy
|
100 000 sztuk
|
350 000 sztuk
|
↑250%
|
|
Czas wymiany formy
|
40 minut
|
20 minut
|
↓50%
|
|
Hałas pracy (pełne obciążenie)
|
82-85 dB
|
≤72 dB
|
↓15,3%
|
Oprócz powyższych ulepszeń danych, Klient uzyskał również następujące dodatkowe korzyści:
-
Poprawa wskaźnika zgodności jakościowej: Tolerancja wymiarowa produktu jest stabilnie kontrolowana w granicach ±0,01 mm, w pełni spełniając standardy jakościowe dostawców pierwszego rzędu w branży motoryzacyjnej, a wskaźnik akceptacji zamówień wzrósł z 88% do 100%, pomagając Klientowi zdobywać więcej zamówień z wyższej półki, podobnie jak efekt poprawy jakości serwo-pras na linii produkcyjnej McGregor Metal’s.
-
Zwiększona adaptacyjność procesu: Programowalna krzywa ruchu ST Servo Series może elastycznie dostosowywać się do potrzeb tłoczenia różnych grubości i materiałów (od części elektronicznych o grubości 0,1 mm do części ze stali o wysokiej wytrzymałości o grubości 3,0 mm), eliminując potrzebę wielokrotnej wymiany sprzętu, zmniejszając koszty inwestycji w sprzęt, co odzwierciedla elastyczność serwo-pras w różnych scenariuszach tłoczenia.
-
Przyspieszenie zwrotu kosztów: Dzięki poprawie wydajności produkcji, zmniejszeniu wskaźnika wadliwych produktów i oszczędności energii, całkowity koszt zaoszczędzony przez Klienta rocznie wynosi około 380 000 juanów, a koszt inwestycji w sprzęt jest w pełni zwrócony w ciągu 7 miesięcy, co jest lepsze niż średni cykl zwrotu kosztów podobnych projektów transformacji serwo-pras.
4. Podsumowanie przypadku i wnioski
Niniejszy przypadek w pełni potwierdza kluczową wartość serwo-prasy krawędziowej ST Servo Series firmy Dongguan Qiaosen w rozwiązywaniu problemów tradycyjnej produkcji tłoczenia. Dla producentów części samochodowych stojących przed wyzwaniami wysokiej precyzji, wysokiej wydajności, oszczędności energii i elastycznej adaptacyjności procesu, serwo-prasa krawędziowa ST Servo Series ma oczywiste zalety w następujących aspektach:
-
Przewaga precyzji: Poziom precyzji JIS Klasy 1 i stabilna długoterminowa wydajność pracy mogą skutecznie zmniejszyć wskaźnik wadliwych produktów i poprawić jakość produktów, spełniając ścisłe wymagania branż produkcyjnych wysokiej klasy, takich jak części samochodowe.
-
Przewaga wydajności: Programowalne krzywe ruchu i wysoka prędkość tłoczenia mogą znacznie poprawić wydajność produkcji, rozwiązać wąskie gardła w zdolności produkcyjnej i pomóc przedsiębiorstwom reagować na rosnące zapotrzebowanie na zamówienia, co jest zgodne z efektem poprawy wydajności serwo-pras na linii produkcyjnej Archer Wire’s.
-
Przewaga kosztowa: Energooszczędna konstrukcja i przedłużona żywotność kluczowych komponentów mogą zmniejszyć zużycie energii i koszty konserwacji, skrócić cykl zwrotu inwestycji i poprawić kompleksową konkurencyjność przedsiębiorstw.
-
Przewaga adaptacyjności: Wiele typów konstrukcji (C-frame pojedynczy korbowód, C-frame podwójny korbowód, H-frame) i programowalne krzywe ruchu mogą dostosować się do różnych scenariuszy tłoczenia i wymagań materiałowych, realizując jedną maszynę do wielu zastosowań i zmniejszając inwestycje w sprzęt.
Dla przedsiębiorstw produkcyjnych przechodzących od tradycyjnego tłoczenia mechanicznego do precyzyjnego tłoczenia serwo, wybór niestandardowego rozwiązania serwo-prasy krawędziowej, które odpowiada ich własnym potrzebom produkcyjnym, jest kluczem do osiągnięcia wydajnej, energooszczędnej i wysokiej jakości produkcji. Serwo-prasa krawędziowa ST Servo Series firmy Dongguan Qiaosen Machinery’s, dzięki doskonałej wydajności produktu, niestandardowym rozwiązaniom i profesjonalnemu wsparciu posprzedażowemu, stała się niezawodnym partnerem dla przedsiębiorstw w osiąganiu modernizacji przemysłowej i ma szerokie perspektywy zastosowania w częściach samochodowych, sprzęcie elektronicznym, produkcji sprzętu AGD i innych dziedzinach.