Thông tin sốt dẻo về xử lý vật liệu hiện đại của các bộ phận cắt bằng laser

Sự xuất hiện của các hệ thống cắt laser công suất cao đã thay đổi cách các nhà chế tạo phải suy nghĩ về việc xử lý vật liệu và bộ phận

Nếu bạn bước vào một cửa hàng chế tạo kim loại với máy cắt laser sợi quang 6 kW chỉ vài năm trước, bạn có thể đã chứng kiến ​​một người vận hành máy tải tấm kim loại lên giường cắt bằng cần cẩu và một người khác tháo các bộ phận được dán nhãn ra khỏi máy theo cách thủ công. bộ xương vừa ra khỏi buồng cắt. Chắc chắn, quá trình thủ công mất một thời gian, nhưng thời gian hoạt động cắt laser vẫn có thể chấp nhận được. Tại sao thay đổi một cái gì đó hoạt động?

Ngày nay chế tạo kim loại không đơn giản. Máy cắt laser sợi quang công suất cao, từ 10 kW trở lên, cắt xuyên qua kim loại tấm khổ mỏng và nổi lên như một công cụ hiệu quả để gia công tấm. Các bộ phận bay ra khỏi máy và những nhà chế tạo kim loại nghĩ rằng họ vẫn có thể hoạt động mà không cần một số loại hỗ trợ xử lý vật liệu hiện đại sẽ gặp rắc rối. Về bản chất, nếu không có đủ hỗ trợ xử lý vật liệu và phân loại bộ phận, laser sẽ trở thành nút thắt cổ chai của chính nó.

Trong trường hợp như vậy, nhà chế tạo kim loại sẽ tốt hơn nếu chỉ mua một loại laser ít mạnh hơn, ít tốn kém hơn, phù hợp hơn với các hoạt động thủ công hỗ trợ quá trình cắt. Rốt cuộc, bạn không cần vòi cứu hỏa để đổ đầy một xô nước. Một vòi vườn đơn giản sẽ làm tốt.

Nhưng với sức mạnh lớn đến cơ hội lớn. Các nhà chế tạo kim loại với máy móc công suất cao có thể xử lý nhiều bộ phận hơn trong mỗi ca làm việc so với trước đây. Khách hàng nhận được các bộ phận của họ nhanh hơn so với khi các cửa hàng fab dựa vào công nghệ laser truyền thống và các cửa hàng fab được thanh toán sớm hơn. Đó là một tình huống đôi bên cùng có lợi.

Không phải mọi công ty chế tạo kim loại đều sở hữu một trong những máy cắt laser công suất cao này, nhưng áp lực chắc chắn là các doanh nghiệp này phải đầu tư vào chúng chỉ để duy trì tính cạnh tranh. Với ý nghĩ đó, những câu hỏi và câu trả lời này có thể cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về những điều mà các công ty chế tạo kim loại cần biết về việc xử lý vật liệu và tự động hóa phân loại các bộ phận giúp các hệ thống cắt laser này trở thành động cơ kiếm tiền cho chủ sở hữu của chúng.

Chúng ta đang nói về loại tốc độ cắt nào?

Điều này rõ ràng là tùy thuộc vào một số biến số, chẳng hạn như loại vật liệu, độ dày vật liệu, khí hỗ trợ laze và độ phức tạp của tổ. Nhưng nếu bạn muốn sử dụng 20-ga. nhôm làm ví dụ, laser sợi quang 10 kW sử dụng nitơ làm khí hỗ trợ laser có thể đạt tốc độ cắt 4.000 IPM. Chỉ khoảng tám năm trước đây khi một tia laser sợi quang 4 kW có thể đạt được tốc độ cắt 1.000 IPM.

Đó là lý do tại sao việc quản lý tốt các hệ thống này lại quan trọng đến vậy. Chúng có thể lấn át các quy trình hạ nguồn không sẵn sàng cho số lượng trống bay ra khỏi máy.

Khi các máy cắt laser ngày càng nhanh hơn, không chỉ việc tải, dỡ vật liệu và phân loại các bộ phận cần phải nhanh hơn mà các quy trình tiếp theo cũng cần được tăng cường. Đó là một vòng luẩn quẩn.

Tình huống mà một cửa hàng fab không muốn gặp phải là có một máy cắt laser công suất cao sản xuất các bộ phận sau đó ngồi chờ dỡ hàng. Cửa hàng sẽ có thời gian bật đèn xanh ảm đạm cho chiếc máy đó nếu đúng như vậy.

Tốc độ tải và dỡ vật liệu nào là cần thiết?

Bất kỳ hệ thống xử lý vật liệu tự động nào cũng cần phải có một tấm thay thế sẵn sàng để tải và loại bỏ các bộ phận và khung xương được cắt bằng laser trong thời gian chu kỳ nhanh hơn thời gian máy cắt một tấm các bộ phận. Một lần nữa, trừ khi tia laser cắt ra toàn bộ bảng điều khiển cần một vài lỗ xỏ, một công việc điển hình trên một tấm 20 ga đầy đủ. thép nhẹ có thể chỉ mất chưa đầy hai phút. Đó là một cửa sổ thoải mái cho hầu hết các hệ thống tự động xử lý vật liệu trên thị trường hiện nay.

Trên thực tế, hệ thống con thoi chỉ mất vài giây để loại bỏ các tấm cắt bằng laze và đưa tấm mới vào buồng cắt. Bất kỳ hệ thống nào cần nhiều hơn một phút sẽ là điều bất thường đối với máy cắt laser sợi quang công suất cao ngày nay.

Các hệ thống phân loại bộ phận đã tăng tốc độ hoạt động của chính chúng. Ví dụ: một hệ thống phân loại với bốn cánh tay hoạt động riêng lẻ có thể thực hiện công việc ngắn đối với một tấm các bộ phận được cắt bằng laser. Tất nhiên, một lần nữa, rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ loại bỏ thực tế, nhưng để so sánh chung, một hệ thống phân loại hiện đại chỉ cần khoảng 10 giây để loại bỏ một bộ phận khỏi tổ và đặt nó ở nơi khác.

Hãy nhìn nó theo một cách khác. Nếu một nhà chế tạo có 500 bộ phận trên một tấm cần được cắt bằng laser, thì máy phân loại bộ phận tự động sẽ cần ít thời gian hơn để thực hiện công việc của nó so với máy cắt laser sợi quang cần cắt những bộ phận đó.

Có lẽ khía cạnh bị bỏ qua nhiều nhất của các máy phân loại phụ tùng hiện đại này là việc tự động hóa không quan tâm liệu các bộ phận đó có phải là 20 ga hay không. tấm hoặc 1/4-in. đĩa ăn. Hệ thống gần như sẽ hoạt động ở cùng một tốc độ.

Các nhà chế tạo kim loại nên lưu ý rằng các hệ thống phân loại bộ phận này tiếp tục được cải thiện. Ví dụ, tham khảo lại hệ thống phân loại các bộ phận bốn nhánh, nó có một bảng công cụ nơi các nhánh truy cập để thay đổi công cụ tùy thuộc vào loại và kích thước của các bộ phận được tháo ra. Giờ đây, các hệ thống này đang được bán với các đầu quay có chứa các dụng cụ khác nhau và các đầu đó có thể được gắn vào từng cánh tay phân loại bộ phận. Cánh tay có thể đang thay đổi dụng cụ khi nó di chuyển đến bộ phận tiếp theo cần được tháo ra khỏi tổ. Thời gian cần thiết để các cánh tay phân loại đến trạm dụng cụ để chuyển đổi đã bị loại bỏ.

Phần mềm lập trình cũng tiếp tục được cải thiện. Giờ đây, hệ thống phân loại bốn cánh tay có thể nhặt bốn phần đồng thời và sau đó xếp chúng đồng thời. Chỉ một vài năm trước đây, sự phối hợp như vậy là không thể thực hiện được.

Làm thế nào để các hệ thống này đối phó với các bộ phận nhỏ?

Việc một máy công cụ rất đắt tiền không thể duy trì trạng thái hoạt động bật đèn xanh vì một bộ phận nhỏ lật lên và va chạm với đầu cắt laser là một kịch bản ác mộng mà mọi cửa hàng fab đều muốn tránh. Tuy nhiên, phần mềm lồng nhau đã phát triển để giải quyết vấn đề này và nó cũng có thể giúp các hệ thống phân loại bộ phận.

Trong một cụm, nhiều bộ phận nhỏ được lồng vào nhau và được gắn thẻ vi mô lại với nhau thành một phần. Điều đó không chỉ loại bỏ khả năng bộ phận bị lật lên mà máy phân loại bộ phận còn có thể loại bỏ toàn bộ cụm đó thành một mảnh.

Ngoài ra, khi phân loại các bộ phận, các hệ thống này có thể được lập trình để chỉ phân loại các bộ phận không có khung. Khi các bộ phận đó bị loại bỏ, khung được gửi đến vùng đệm nơi ai đó có thể tách các bộ phận được gắn thẻ vi mô theo cách thủ công, bao gồm các cụm.

Điều này có hợp lý không sau khi một khoản đầu tư lớn như vậy đã được thực hiện vào hệ thống phân loại phụ tùng tự động? Điều đó chắc chắn tốt hơn là mạo hiểm làm hỏng máy cắt laser với một bộ phận bị lật. Tối đa hóa thời gian hoạt động của máy cắt laser công suất cao trong một cửa hàng đã lên kế hoạch cho nó là một bước đi thông minh.

Làm thế nào để bạn xác định hệ thống xử lý vật liệu phù hợp?

Chọn hệ thống phân loại linh kiện và xử lý vật liệu tự động phù hợp là một nỗ lực phức tạp. Cửa hàng có thực sự muốn thử và sử dụng hệ thống pallet kép, không có tháp vật liệu và hệ thống phân loại phụ tùng không? Nếu cần tháp, tháp tám kệ có đủ không? Nếu cần thêm thì shop muốn lên tháp 16 hay 22 kệ? Có cần nhiều tháp không?

Các lựa chọn dường như là vô tận và kích thước có thể khá lớn. Ví dụ, một nhà chế tạo kim loại ở Trung Tây có hệ thống lưu trữ và truy xuất vật liệu 1.100 kệ.

Tin tốt cho các nhà chế tạo kim loại là các hệ thống này có thể được mở rộng khi cần thiết. Một tương lai cần 1.100 kệ là khá thú vị, nhưng ban đầu cửa hàng không phải mua hàng. Bởi vì các hệ thống này là mô-đun, chúng có thể được thêm vào khi công ty phát triển.

Ngoài ra, các nhà cung cấp máy công cụ có thể giúp các cửa hàng xác định phạm vi của hệ thống phân loại linh kiện và xử lý vật liệu tự động mà họ cần. Nhà cung cấp sẽ đến thăm nhà chế tạo kim loại để quan sát quy trình trộn và xử lý bộ phận, đồng thời nói chuyện với người vận hành máy, kỹ sư và người quản lý. Họ cũng sẽ lấy các tệp bộ phận mẫu và lập trình để xử lý chúng trên máy cắt laser của riêng họ cũng như hệ thống xử lý và phân loại bộ phận trở lại phòng trưng bày để tìm ra cách thiết lập phù hợp nhất. Dựa trên cách thức các thử nghiệm này diễn ra, nhà chế tạo kim loại có thể xác định khoản đầu tư nào vào tự động hóa là tốt nhất cho hoạt động của mình.

Điều gì về việc xử lý các bộ khung?

Hầu hết các hệ thống này đều được trang bị nĩa vỏ sò hoặc dụng cụ để nhặt và đặt các bộ xương lên pallet hoặc trong thùng. Can thiệp thủ công là không cần thiết.

Những gì khác nên được xem xét?

Bên cạnh việc theo kịp tốc độ của các bộ phận được cắt bằng laser và loại bỏ lao động liên quan đến việc xử lý vật liệu và lắc các bộ phận rời khỏi tổ, các xưởng chế tạo có thể tránh được các yêu cầu bồi thường tiềm năng cho công nhân liên quan đến thương tích phát sinh khi di chuyển các bộ phận nặng hoặc khó xử lý. Một chủ cửa hàng fab nói rằng những yêu cầu như vậy đã lên tới 300.000 đô la một năm.

Laser công suất cao đã mở ra cơ hội cho nhiều nhà chế tạo kim loại đảm nhận những công việc nặng nhọc hơn. Những công việc từng là lĩnh vực của các cửa hàng có bàn cắt plasma giờ đây có thể được tìm thấy ở những nơi từng được coi là cửa hàng kim loại tấm. Những chiếc máy cắt laser này đã giúp các cửa hàng kinh doanh đa dạng hơn.

Tuy nhiên, khả năng cắt các bộ phận dày hơn có nghĩa là bất kỳ ai phá vỡ các bộ phận từ khung xương theo cách thủ công đều có nguy cơ bị thương. Các bộ phận này rất nặng, có thể làm căng lưng hoặc gãy xương nếu chúng rơi xuống một bộ phận cơ thể.

Các hệ thống xử lý vật liệu tự động có thiết kế chắc chắn và có thể xử lý các bộ phận dày và nặng hơn này. Ví dụ: một hệ thống phân loại phụ tùng hiện đại có thể xử lý một phụ kiện nặng gần 900 lbs. Những bộ phận thực sự lớn như thế này nên được xử lý bằng máy móc được thiết kế để thực hiện công việc chứ không phải con người.