Xử lý ống laser hoàn toàn tự động

Công nghệ xử lý vật liệu hoàn toàn tự động bước vào lĩnh vực chế tạo ống

Xử lý ống và cấu hình bằng laser là một trong những lĩnh vực chế tạo kim loại phát triển nhanh nhất trong thập kỷ qua. Thật dễ dàng để hiểu tại sao. Laser ống cho phép các nhà chế tạo đơn giản hóa thiết kế bộ phận và loại bỏ một loạt các bước sản xuất tốn thời gian.

Nhìn rộng hơn, theo đơn đặt hàng, cắt ống bằng laser vẫn giúp toàn bộ hoạt động cực kỳ hiệu quả. Nó có thể đơn giản hóa hoặc loại bỏ nhiều bước sản xuất hạ nguồn, do đó, một số thời gian ngừng hoạt động của máy móc để xử lý vật liệu là một cái giá nhỏ phải trả. Nhưng công nghệ nạp vật liệu cho ống laser đã phát triển đáng kể. Đối với nhiều hoạt động của ống laser, thời gian chết kéo dài để xử lý vật liệu có thể sớm trở thành dĩ vãng.

Trường hợp kinh doanh cho ống Laser

Thiết kế sản phẩm hình ống có rất nhiều lợi ích. Ống kim loại có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng rất cao, tạo ra các cấu trúc và khung có thể chịu được yêu cầu sử dụng mà không cần phải xây dựng nặng nề, tốn kém.

Tuy nhiên, việc chế tạo ống và biên dạng, đặc biệt là sử dụng các kỹ thuật thông thường, sẽ phải trả giá đắt. Việc sử dụng các kỹ thuật sản xuất thông thường như cưa cắt, doa, phay và mài nhẵn rất tốn thời gian và tốn kém. Để tạo ra một bộ phận khung hình ống đơn giản với các phương pháp thông thường có thể cần nhiều bước. Chúng bao gồm đo lường và định vị vật liệu thô để cưa; cố định phôi cho mỗi lỗ được khoan thủ công trên máy khoan; kẹp miếng đã cắt và khoan lên bàn làm việc để đục lỗ để bắt vít và thậm chí tải chi tiết vào máy phay để thêm các tính năng như khía và cửa sổ.

Giữa mỗi bước là chi phí xử lý và lưu trữ tạm thời. Tất cả điều này đòi hỏi lao động đáng kể và thời gian thực hiện lâu, tạo ra khả năng cao dẫn đến sai lầm và rủi ro (đọc: lãng phí). Nó cũng chiếm một lượng đáng kể không gian sàn nhà xưởng.

Tia laser có thể cắt những đường viền cực kỳ phức tạp, tạo ra những bộ phận hình ống với vẻ ngoài độc đáo, thẩm mỹ cao. Họ cũng tạo ra những cơ hội thú vị để giảm giá thành sản phẩm.

Ví dụ: nếu bạn cần làm các giá đỡ kim loại 90 độ đơn giản, bạn thường cắt phôi phẳng bằng tia laser và uốn cong chúng bằng cách nhấn phanh. Nếu bạn muốn đẩy nhanh quá trình, bạn có thể cắt một vài dấu ngoặc nhọn gắn với nhau bằng các tab tách rời để phanh báo chí có thể hình thành nhiều chiếc cùng một lúc.

Tuy nhiên, việc cắt ống bằng laser tạo ra một lựa chọn khác. Máy laser ống có thể cắt một hình dạng giá đỡ từ một ống hình vuông hoặc hình chữ nhật, với “phần uốn cong” trong khung được cắt ra khỏi góc của ống. Tia laser dạng ống, có thể cắt các hình dạng phức tạp một cách nhanh chóng, có thể dễ dàng loại bỏ toàn bộ công đoạn sản xuất. Chân đế có thể xuất hiện từ tia laser sẵn sàng để hoàn thiện và lắp ráp cuối cùng, bỏ qua hoàn toàn bộ phận phanh báo chí.

Máy laser ống có thể giải quyết các bước xử lý như định vị nguyên liệu thô, cắt, khía, tạo các đặc điểm bên trong như lỗ và cửa sổ, vát cạnh để chuẩn bị hàn và thậm chí thêm ren cho ốc vít. Trong nhiều trường hợp, mọi công đoạn sản xuất từ ​​nguyên liệu thô đến thành phần ống hoàn chỉnh có thể được thực hiện bằng một máy cắt ống laser.

Hình 1 Một máy cắt ống laser có băng tải nơi người vận hành có thể nắm bắt các bộ phận để phân loại. Các bộ phận cũng có thể thả trực tiếp vào thùng, có thể được chuyển sang bước sản xuất tiếp theo

Trong một số trường hợp, tia laser có thể cắt một hình dạng ống hoặc hình dạng 3D khác thực sự có thể được bẻ cong bằng tay. Hãy nghĩ về một ống hình chữ nhật có thành mỏng với một đường cắt, được hiển thị trên bản in là hình chữ nhật khi nhìn từ trên cao, hình chữ V khi nhìn dọc theo các cạnh. Một nhà lắp ráp có thể uốn ống này bằng tay đến một góc cụ thể, được xác định bởi hình chữ V. Vật liệu thành ống ở đáy hình chữ V trở thành bán kính bên ngoài trong phần lắp ráp cuối cùng.

Và đây chỉ là một sự khởi đầu. Với khả năng của tia laser ống để thêm các mấu và khe thẳng hàng và lồng vào nhau vào các bộ phận, toàn bộ cụm đã uốn cong có thể được hàn mà không có hoặc không có cố định, giảm đáng kể cả thời gian hàn và cơ hội xảy ra lỗi và phải làm lại.

Sự phát triển của cắt ống bằng laser

Những lần lặp lại đầu tiên của những chiếc máy này không nhiều hơn một mâm cặp quay CNC được đặt bên dưới một ống quang cắt laser giống hệt những chiếc máy được sử dụng để gia công tấm. Chúng là một bước tiến lớn so với cưa và phay nhưng vẫn còn hạn chế trong phạm vi các bộ phận có thể được chế tạo.

Trong hai thập kỷ qua, tình trạng nghệ thuật đã phát triển. Quang học laser ống đã trở nên chuyên biệt hơn và tinh tế hơn, cho phép xử lý tốt hơn và mở ra thiết bị với nhiều hình dạng vật liệu thô hơn, chẳng hạn như thanh phẳng, kênh, thép kết cấu, và thậm chí cả đùn. Laser ống ngày nay có thể cắt vát, tạo lỗ ren, định vị và tự động định hướng đường hàn.

Cân nhắc giảm tải

Laser ống cung cấp một số tùy chọn giảm tải. Băng tải có thể giảm tải nhẹ nhàng các bộ phận có yêu cầu thẩm mỹ. Trong các tình huống sản xuất hàng loạt hoặc một khối, băng tải cho phép người vận hành máy phân loại nhanh chóng và thuận tiện các bộ phận ra khỏi máy.

Khi không lo bị xước nhẹ, máy có thể dỡ các bộ phận vào thùng hoặc giỏ. Điều này giúp tiết kiệm không gian và giúp quản lý việc phân phối các bộ phận ống thành phẩm đến bước sản xuất tiếp theo (xem Hình 1).

Thử thách tải

Việc giảm tải vật liệu từ laser ống có thể nhanh chóng và hiệu quả – nhưng không phải lúc nào cũng có thể nói như vậy đối với việc nạp vật liệu. Ống thô có thể dài từ 20 đến 30 feet và nặng vài trăm pound, vì vậy việc dàn dựng và xử lý rõ ràng cũng có thể khó sử dụng.

Nhiều hoạt động cắt ống bằng laser sử dụng nhiều không gian sàn để xử lý và di chuyển vật liệu. Việc di chuyển nguyên liệu thô thường phải có cần trục, điều này không chỉ chậm mà còn gây nguy hiểm về an toàn. Kỳ lạ là tia laser sẽ dành một khoảng thời gian tương đối để ngồi ở chế độ không tải, chờ đợi các ống.

Máy nạp ống tự động giải quyết những vấn đề này và làm cho việc cung cấp nguyên liệu thô vào máy gọn gàng hơn trên sàn, an toàn hơn và nhanh hơn (xem Hình 2). Hệ thống nhận một bó nguyên liệu thô, tách các ống riêng lẻ và đưa chúng đến mâm cặp quay trên tia laser ống. Một thiết bị tải sẽ tiết kiệm thời gian rất lớn do ống laser cung cấp và nhân nó lên.

Tuy nhiên, tự động tải gói đi kèm với một số hạn chế. Khi một bó nguyên liệu thô đã được đặt vào bộ nạp, nó cần được làm trống trước khi chuyển sang nguyên liệu mới (xem Hình 3). Một số máy xúc bao gồm một băng tải nguyên liệu thứ cấp bỏ qua không gian bó và cho phép đưa một vài thanh ống khác nhau vào sản xuất. Nhưng đây là một quy trình thủ công và chỉ khả thi đối với những lô nhỏ.

Hình 2 Một bộ nạp tự động tách một bó ống và đưa chúng vào mâm cặp quay của máy

Nếu hoạt động cần chuyển đổi cấu hình thường xuyên, một người vận hành xe nâng hoặc cần trục sẽ cần tiếp tục tải và làm trống không gian bó. Ngay cả khi ống laser chạy cùng một vật liệu trong thời gian dài, không gian bó sẽ giới hạn thời gian máy có thể chạy trước khi người vận hành cần trục hoặc người lái xe nâng cần tải lại máy.

Đi ngang qua bất kỳ nhà máy nào ngày nay đang xử lý ống hoặc vật liệu cấu trúc bằng tia laser quay và bức tranh sẽ giống nhau: Quá trình xử lý tự động chỉ xảy ra khi một bó ống duy nhất tồn tại. Ngoài ra, công việc bị đình trệ và nhân viên phải can thiệp để cung cấp vật liệu bổ sung.

Lưu trữ và truy xuất tự động cho ống

Một hoạt động xử lý ống chuyển đổi giữa các công việc mà không cần quá nhiều thời gian chờ đợi hoặc đạt được thời gian hoạt động tối đa cho các công việc kéo dài, đòi hỏi một mức độ tự động hóa khác. Thay vì tải quy trình cắt ống từng bó một, một hệ thống hoàn toàn tự động cần kết nối trực tiếp giữa tia laser ống và hệ thống lưu trữ và thu hồi vật liệu tự động.

Những tiến bộ thiết bị mới nhất đã biến loại hình tự động hóa này thành hiện thực. Giờ đây, có thể tự động hóa hoàn toàn dây chuyền xử lý laser ống từ kho chứa nguyên liệu đến xuất xưởng thành phẩm. Hệ thống lưu trữ thẳng đứng được thiết kế xung quanh nguyên liệu thô dạng ống được ghép nối với cần cẩu tự động và bàn đưa đón. Chúng làm việc cùng nhau để cung cấp các nguyên liệu thô khác nhau đến một máy laser cắt ống theo yêu cầu (xem Hình 4).

Không gian sàn có xu hướng cao hơn ở hầu hết các nhà máy, và ngay cả khi không, việc liên tục xáo trộn các pallet xung quanh sàn là một điều lãng phí. Lưu trữ theo chiều dọc giúp loại bỏ sự lãng phí đó. Không giống như cổ phiếu phẳng, ống và hồ sơ không chính xác xếp chồng lên nhau một cách gọn gàng. Và khi nhân viên di chuyển những vật nặng quá khổ này — có thể là bằng cần trục hoặc xe nâng — họ gây ra đủ loại nguy hiểm khi họ vận chuyển vật liệu khó xử lý.

Có một lợi ích rõ ràng trong việc chuyển vật liệu khó sử dụng này sang hệ thống kệ tự động. Hệ thống lưu trữ trong tháp cũng có xu hướng đơn giản hóa việc quản lý hàng tồn kho, mang lại sự minh bạch nhanh chóng về lượng nguyên liệu thô hiện tại.

Tự động hóa như vậy làm giảm thời gian thiết lập và xử lý ở ống laser. Có thể chuyển đổi vật liệu một cách nhanh chóng theo kế hoạch sản xuất có nghĩa là máy laser ống hiện nay có thể linh hoạt và dễ thích ứng như bất kỳ máy công cụ tự động nào khác. Giờ đây, thời gian đèn xanh có thể đạt tới 100% và càng nhiều phút trong một ca làm việc, một nhà chế tạo có thể giữ cho tia laser ống tăng thêm giá trị thay vì ngồi ở chế độ nhàn rỗi, hoạt động sẽ càng có lãi.

Ống chuyển động

Phần lớn tiết kiệm từ việc cắt ống bằng tia laser đến từ việc giảm chi phí gián tiếp vốn có trong cưa và khoan thông thường: đo lường, xác định vị trí, xử lý, cố định, xếp chồng và tất cả các bước khác mà mọi người thực hiện để có được các bộ phận dạng ống thông qua quá trình sản xuất, cũng như không gian sàn yêu cầu và chi phí hàng tồn kho tất cả những điều này tạo ra. Những khoản tiết kiệm này đã làm cho việc cắt ống bằng laser trở thành một thành công thực sự, mang lại những lợi ích vượt xa những thách thức, bao gồm cả thời gian ngừng hoạt động liên quan đến tải ống.

Đối với nhiều ứng dụng, hệ thống lưu trữ và thu hồi ống tự động loại bỏ thách thức cuối cùng này. Được tích hợp với tia laser ống, chúng giúp quản lý kho nguyên liệu thô và cung cấp cho bộ nạp ống khi cần thiết. Bộ nạp ống tự động đo chính xác kích thước vật liệu vào và nạp từng thanh một vào mâm cặp quay của máy.

Bản thân tia laser làm tổ và định hướng các thành phần bên trong thanh để đạt hiệu quả vật liệu tối đa và tạo ra tất cả các tính năng cần thiết trên các bộ phận, bao gồm cả các lỗ đùn và khai thác. Sau đó, các bộ phận được tách ra khỏi thanh và được đưa vào băng tải hoặc thùng, sẵn sàng để chuyển sang bước sản xuất tiếp theo.

Hình 3 Bộ nạp ống tự động có tách một phần đã sẵn sàng để nạp một bó ống mới

Hệ thống lưu trữ ống tự động có một số hạn chế tùy thuộc vào trọng lượng và hình dạng vật liệu để nạp tự động lên ống laser. Nhưng trong nhiều trường hợp, những hạn chế này vượt xa những lợi ích mà tự động hóa mang lại. Loại bỏ thời gian chết, nó khép lại dây chuyền sản xuất các thành phần cấu trúc và hình ống, từ đầu đến cuối.

Hình 4 Được kết hợp với một xe đẩy tự động để di chuyển vật liệu từ khu vực lưu trữ, hệ thống này cung cấp các ống và cấu hình thô khác nhau đến máy laser ống theo yêu cầu

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – member of TRUMPF group, Han’s laser, EKO, Yadon, ABB…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.

Thông tin về sản phẩm vui lòng liên hệ

Hotline:0987.899.347 – Mr.Toàn

Email:info@automech.vn