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如何确保螺丝製造品质、预防模具损坏?

监诊实绩|如何确保螺丝製造品质、预防模具损坏?

製造螺丝的连续模具及设备稼动率将深切影响螺丝製造厂的产能,该如何确保螺丝製造品质、预防模具损坏?

螺丝与模具

小兵立大功的螺丝
小小不起眼的螺丝,却佈满生活中各种物件及各种机械中。在厂区从小型机械到大型设备皆需要使用螺丝,螺丝的品质也对许多行业和应用领域至关重要,儘管它可能看似微小,但对于製造过程的效率、产品的性能以及最终用户的安全性都有着深远的影响。

製造螺丝的连续模具及设备稼动率将深切影响螺丝製造厂的产能,模具的好坏也影响着螺丝品质,该如何确保螺丝製造品质、预防模具损坏并降低不良品重工机率呢?

螺纹
螺纹是一种用于将两个或多个物体固定在一起的装置。它们通常被用来创建螺孔,并配合螺钉、螺栓或螺母使用。螺纹的设计和品质直接影响到组装的牢固性、承受扭力的能力以及密封性能。螺纹的品质也直接关係到扭力的传递和分佈。在许多机械应用中,螺丝承受着不同程度的扭转力,而这些力量必须均匀地分佈在螺纹表面上,以防止因压力集中而导致的断裂或变形。优质的螺纹能够有效地承受这些力量,并确保结构的稳固性和可靠性。

螺丝螺纹的加工方式有很多种,诸如,车削,铣削,滚压,挤压,攻丝,套丝,磨削等,本次监测的加工方式为螺丝挤压工法中的滚轮压滚。

螺丝螺纹的加工

螺丝挤压
螺丝挤压工法,也被称为螺丝压製或螺丝成型,是一种用于製造螺纹的工艺方法。它的作动原理基于塑性变形的原理,通过在材料上施加压力,将原本无螺纹的材料形成螺纹,通常用于大批量生产螺丝和螺栓等具有螺纹的工件,工法要求材料具有良好的可塑性,适用于製造直径较小的螺纹。滚轮压滚是用成型滚压模具使工件产生塑性变形产生螺纹,加工方式无屑,高强度、高精度,适合批量生产。

解决与监测说明

VMS-ML 机器学习智能监控系统
将感测器安装于贴近生产模具位置上,藉由VMS-ML机器学习智能监控系统学习正确的作动产生的动态讯号,并且加以对比判分,了解模具的状态,并经由长期量测化为趋势图,找出模具钝化更换的时机点,避免製造大量不良品以及降低重複加工的机率。

量测状况

正确作动讯号建立学习规范

正确作动讯号建立学习规范

加工动态讯号相似度改变发现异常

加工动态讯号相似度改变发现异常

特徵趋势图

相似度趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

相似度趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

频率超标次数趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

频率超标次数趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

SOA值趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

SOA值趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

频率相似度趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

频率相似度趋势图,红线为更换钝化模具时间点。

测量结论

其连续冲模设备每天最大能预估高效生产 43,200 隻螺丝,每隻螺丝的加工价格约为 0.3 元,因此每天的产出价值约为 12,960 新台币。每两週(10 天)一批次的出货价值约为 129,600 新台币,共配置了约10台连续冲模设备,每套模具的价值约为 120 万至 150 万新台币,每天的产出价值超过 1,296,000 新台币。

优化项目叙述KPI 效益
人为检产品可置换为Alarm分流,设置一检查员,3 > 1员2员薪资,年省约1,250,000 NTD
产线嫁动正常刀具比钝化刀具良率优2.69倍,稼动观点以5天批次价值约:400,000 NTD
预防模具损坏以模具轻微受损能执行修复观点每台每次预防损坏: 1,200,000 NTD
预防无预警停机修复设备约2-3天嫁动产能价值:400,000 NTD

系统监测除了能够藉由趋势图了解更换模具的时机点,还能够预防设备的损坏、保持良好的稼动率,同时带来厂区的效益极大。

VMS-ML 机器学习智能监控系统
VMS-ML 机器学习智能监控系统
VMS-ML 机器学习智能监控系统

及时拦截不良品

常见问题(FAQ)

螺丝螺纹品质为什么如此重要?
螺纹品质直接影响螺丝的锁固能力、承受扭力能力与密封效果。若螺纹精度不足,可能造成锁附失败、松脱、漏油、漏气或结构强度不足等问题,进而影响产品可靠度与使用安全。

什么是滚轮压滚(Thread Rolling)製程?
滚轮压滚是一种利用成型滚压模具,使材料产生塑性变形而形成螺纹的加工方式。此工法属于无切削加工,具有高强度、高精度与适合大量生产等优点,因此广泛应用于螺丝与螺栓製造。

模具钝化会造成哪些问题?
当模具逐渐磨耗或钝化时,螺纹成形品质会开始下降,可能造成牙型不完整、尺寸误差增加、产品强度降低与不良率上升。若未即时更换模具,甚至可能造成模具破损与设备停机。

VMS-ML 如何监测螺丝製造模具状态?
VMS-ML 机器学习智能监控系统可透过感测器撷取模具运作时的动态讯号,学习正常加工模式并建立标准模型。当模具状态改变时,系统会自动侦测讯号差异并透过趋势图分析模具健康状态。

如何预测模具更换时机?
透过长期监测模具动态讯号与趋势变化,可观察模具性能衰退过程。当系统发现讯号逐渐偏离正常范围时,即可提前安排模具更换,避免模具突然失效造成大量不良品与停机损失。

导入模具智能监控有什么效益?
透过模具监测可降低不良品产生、减少重工成本、避免模具损坏、提升设备稼动率与产线稳定度。同时可建立模具寿命资料库,协助工厂推动预知保养与智慧製造管理。