چگونه مغازه های ورق فلز از برش لیزر سود می برند

قیمت گذاری بر اساس زمان برش لیزری به تنهایی می تواند منجر به سفارشات تولید شود، اما می تواند عملیات زیان دهی نیز باشد، به خصوص زمانی که حاشیه های تولید کننده ورق فلزی کم باشد.
وقتی صحبت از عرضه در صنعت ماشین ابزار می شود، معمولاً در مورد بهره وری ماشین ابزار صحبت می کنیم. نیتروژن با چه سرعتی فولاد را نیم اینچ برش می دهد؟ پیرسینگ چقدر طول می کشد؟ نرخ شتاب؟ بیایید یک مطالعه زمان انجام دهیم و ببینیم زمان اجرا چگونه است! در حالی که اینها نقاط شروع عالی هستند، آیا واقعاً متغیرهایی هستند که باید در هنگام فکر کردن به فرمول موفقیت در نظر بگیریم؟
Uptime برای ایجاد یک کسب و کار خوب لیزری ضروری است، اما ما باید به چیزی بیش از مدت زمان لازم برای کاهش کار فکر کنیم. پیشنهادی که صرفاً بر اساس کاهش زمان باشد، می تواند قلب شما را بشکند، به خصوص اگر سود آن اندک باشد.
برای کشف هرگونه هزینه پنهان بالقوه در برش لیزری، ما باید به استفاده از نیروی کار، زمان کارکرد دستگاه، ثبات در زمان تولید و کیفیت قطعه، هرگونه کار مجدد بالقوه و استفاده از مواد نگاه کنیم. به طور کلی هزینه قطعات به سه دسته تقسیم می شود: هزینه تجهیزات، هزینه نیروی کار (مانند مواد خریداری شده یا گاز کمکی استفاده شده) و نیروی کار. از اینجا، هزینه ها را می توان به عناصر دقیق تر تقسیم کرد (شکل 1 را ببینید).
وقتی هزینه یک نیروی کار یا هزینه یک قطعه را محاسبه می کنیم، تمام موارد در شکل 1 بخشی از هزینه کل خواهد بود. وقتی هزینه‌ها را در یک ستون حساب می‌کنیم، بدون اینکه به‌درستی تأثیر آن بر هزینه‌ها را در ستون دیگری حساب کنیم، اوضاع کمی گیج‌کننده می‌شود.
ایده استفاده حداکثری از مواد ممکن است برای کسی الهام بخش نباشد، اما باید مزایای آن را در مقابل ملاحظات دیگر بسنجیم. هنگام محاسبه هزینه یک قطعه، متوجه می شویم که در بیشتر موارد، مواد بیشترین سهم را به خود اختصاص می دهند.
برای استفاده حداکثری از مواد، می‌توانیم استراتژی‌هایی مانند برش خطی (CLC) را اجرا کنیم. CLC باعث صرفه جویی در مواد و زمان برش می شود، زیرا دو لبه قطعه همزمان با یک برش ایجاد می شود. اما این تکنیک محدودیت هایی دارد. خیلی به هندسه وابسته است. در هر صورت، قطعات کوچکی که مستعد واژگونی هستند باید کنار هم قرار گیرند تا از پایداری فرآیند اطمینان حاصل شود و شخصی باید این قطعات را جدا کرده و احتمالاً آنها را جدا کند. این به زمان و نیروی کار اضافه می کند که به صورت رایگان ارائه نمی شود.
جداسازی قطعات به ویژه هنگام کار با مواد ضخیم تر دشوار است و فناوری برش لیزری به ایجاد برچسب های "نانو" با ضخامت بیش از نیمی از ضخامت برش کمک می کند. ایجاد آنها بر زمان اجرا تأثیر نمی گذارد زیرا پرتوها در برش باقی می مانند. پس از ایجاد زبانه ها، نیازی به وارد کردن مجدد مواد نیست (شکل 2 را ببینید). چنین روش هایی فقط روی ماشین های خاصی کار می کنند. با این حال، این تنها یک نمونه از پیشرفت‌های اخیر است که دیگر محدود به کاهش سرعت نیست.
باز هم، CLC بسیار وابسته به هندسه است، بنابراین در بیشتر موارد ما به دنبال کاهش عرض وب در لانه هستیم تا اینکه آن را به طور کامل ناپدید کنیم. شبکه در حال کوچک شدن است. این خوب است، اما اگر قطعه کج شود و باعث برخورد شود چه؟ سازندگان ماشین ابزار راه حل های مختلفی ارائه می دهند، اما یک رویکرد در دسترس همه، اضافه کردن یک نازل است.
روند چند سال اخیر کاهش فاصله نازل تا قطعه کار بوده است. دلیل آن ساده است: لیزرهای فیبر سریع هستند و لیزرهای فیبر بزرگ واقعا سریع هستند. افزایش قابل توجه بهره وری مستلزم افزایش همزمان جریان نیتروژن است. لیزرهای فیبر قدرتمند فلز داخل برش را بسیار سریعتر از لیزرهای CO2 تبخیر و ذوب می کنند.
به جای کاهش سرعت دستگاه (که نتیجه معکوس خواهد داشت)، نازل را متناسب با قطعه کار تنظیم می کنیم. این باعث افزایش جریان گاز کمکی از طریق شکاف بدون افزایش فشار می شود. به نظر برنده می رسد، با این تفاوت که لیزر همچنان بسیار سریع حرکت می کند و شیب بیشتر مشکل ساز می شود.
شکل 1. سه حوزه کلیدی که بر هزینه یک قطعه تاثیر می گذارند: تجهیزات، هزینه های عملیاتی (شامل مواد مورد استفاده و گاز کمکی)، و نیروی کار. این سه بخش مسئول بخشی از کل هزینه خواهند بود.
اگر برنامه شما در چرخاندن قطعه مشکل خاصی دارد، منطقی است که یک تکنیک برش را انتخاب کنید که از یک نازل بزرگتر استفاده می کند. اینکه آیا این استراتژی منطقی است یا خیر، بستگی به کاربرد دارد. ما باید نیاز به پایداری برنامه را با افزایش مصرف گاز کمکی که با افزایش جابجایی نازل همراه است، متعادل کنیم.
گزینه دیگر برای جلوگیری از واژگونی قطعات، تخریب کلاهک است که به صورت دستی یا خودکار با استفاده از نرم افزار ایجاد شده است. و در اینجا دوباره با یک انتخاب روبرو هستیم. عملیات تخریب هدر بخش قابلیت اطمینان فرآیند را بهبود می بخشد، اما هزینه های مصرفی و برنامه های کند را نیز افزایش می دهد.
منطقی ترین راه برای تصمیم گیری در مورد استفاده از تخریب راب این است که جزئیات را در نظر بگیرید. اگر این امکان پذیر باشد و ما نتوانیم با خیال راحت برنامه ریزی کنیم تا از برخورد احتمالی جلوگیری کنیم، چندین گزینه داریم. می‌توانیم قطعات را با ریز چفت‌ها ببندیم یا قطعات فلزی را برش دهیم و اجازه دهیم با خیال راحت بیفتند.
اگر نمایه مشکل تمام جزئیات باشد، پس واقعاً چاره دیگری نداریم، باید آن را علامت گذاری کنیم. اگر مشکل مربوط به پروفیل داخلی است، باید زمان و هزینه تعمیر و شکستن بلوک فلزی را با هم مقایسه کنید.
حالا سوال تبدیل به هزینه می شود. آیا افزودن ریز تگ ها استخراج یک قطعه یا بلوک از یک لانه را دشوارتر می کند؟ اگر کلاهک را از بین ببریم، زمان کار لیزر را افزایش می دهیم. آیا اضافه کردن نیروی کار اضافی به قطعات جداگانه ارزان‌تر است یا اضافه کردن زمان کار به نرخ ساعتی دستگاه ارزان‌تر است؟ با توجه به خروجی ساعتی بالای دستگاه، احتمالاً به این بستگی دارد که چند قطعه باید به قطعات کوچک و ایمن بریده شود.
نیروی کار یک عامل هزینه بزرگ است و مدیریت آن هنگام تلاش برای رقابت در یک بازار کم هزینه کار مهم است. برش لیزری به نیروی کار مرتبط با برنامه‌ریزی اولیه (اگرچه هزینه‌ها در سفارش‌های مجدد بعدی کاهش می‌یابد) و همچنین نیروی کار مرتبط با عملکرد ماشین نیاز دارد. هرچه ماشین‌ها خودکارتر باشند، کمتر می‌توانیم از دستمزد ساعتی اپراتور لیزر دریافت کنیم.
"اتوماسیون" در برش لیزر معمولاً به پردازش و مرتب سازی مواد اشاره دارد، اما لیزرهای مدرن انواع بیشتری از اتوماسیون را نیز دارند. ماشین‌های مدرن مجهز به تغییر خودکار نازل، کنترل کیفیت برش فعال و کنترل نرخ تغذیه هستند. این یک سرمایه گذاری است، اما پس انداز نیروی کار ممکن است هزینه را توجیه کند.
پرداخت ساعتی دستگاه های لیزر به بهره وری بستگی دارد. ماشینی را تصور کنید که می تواند در یک شیفت کاری را انجام دهد که قبلاً دو شیفت می شد. در این حالت تغییر از دو شیفت به یک شیفت می تواند خروجی ساعتی دستگاه را دو برابر کند. همانطور که هر دستگاه بیشتر تولید می کند، تعداد ماشین های مورد نیاز برای انجام همان مقدار کار را کاهش می دهیم. با نصف کردن تعداد لیزرها، هزینه های نیروی کار را به نصف کاهش می دهیم.
البته، اگر تجهیزات ما غیرقابل اعتماد باشد، این صرفه جویی ها از بین می رود. انواع فناوری‌های پردازشی به اجرای روان برش لیزری کمک می‌کنند، از جمله نظارت بر وضعیت دستگاه، بازرسی خودکار نازل، و حسگرهای نور محیط که کثیفی را روی شیشه محافظ سر برش تشخیص می‌دهند. امروزه می‌توانیم از هوشمندی رابط‌های ماشینی مدرن برای نشان دادن زمان باقی‌مانده تا تعمیر بعدی استفاده کنیم.
همه این ویژگی ها به خودکارسازی برخی از جنبه های تعمیر و نگهداری ماشین کمک می کند. چه ماشین‌هایی با این قابلیت‌ها داشته باشیم و چه تجهیزات را به روش قدیمی نگهداری کنیم (کار سخت و نگرش مثبت)، باید اطمینان حاصل کنیم که وظایف تعمیر و نگهداری به‌طور مؤثر و به موقع انجام می‌شوند.
شکل 2. پیشرفت در برش لیزری هنوز بر روی تصویر بزرگ متمرکز است، نه فقط سرعت برش. به عنوان مثال، این روش نانوپیوند (به هم پیوستن دو قطعه کار برش خورده در طول یک خط مشترک) جداسازی قطعات ضخیم تر را تسهیل می کند.
دلیل ساده است: ماشین‌ها باید در شرایط عملیاتی عالی باشند تا اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) را حفظ کنند: در دسترس بودن x بهره‌وری x کیفیت. یا همانطور که وب سایت oee.com می گوید: «[OEE] درصد زمان تولید واقعاً مؤثر را تعریف می کند. OEE 100% به معنی 100% کیفیت (فقط قطعات با کیفیت)، 100% عملکرد (سریعترین عملکرد) است. ) و 100٪ در دسترس بودن (بدون خرابی). دستیابی به 100% OEE در اکثر موارد غیرممکن است. استاندارد صنعت نزدیک به 60٪ است، اگرچه OEE معمولی بر اساس کاربرد، تعداد ماشین آلات و پیچیدگی عملیات متفاوت است. در هر صورت، تعالی OEE ایده آلی است که ارزش تلاش برای آن را دارد.
تصور کنید که ما یک درخواست قیمت برای 25000 قطعه از یک مشتری بزرگ و شناخته شده دریافت می کنیم. اطمینان از عملکرد روان این کار می تواند تأثیر بسزایی در رشد آینده شرکت ما داشته باشد. بنابراین ما 100000 دلار پیشنهاد می کنیم و مشتری می پذیرد. این خبر خوبی است. خبر بد این است که حاشیه سود ما کم است. بنابراین، ما باید از بالاترین سطح ممکن OEE اطمینان حاصل کنیم. برای کسب درآمد باید تمام تلاش خود را بکنیم تا ناحیه آبی را افزایش دهیم و ناحیه نارنجی را در شکل 3 کاهش دهیم.
وقتی حاشیه ها کم باشد، هر گونه غافلگیری می تواند سود را تضعیف یا حتی بی اثر کند. آیا برنامه نویسی بد نازل من را خراب می کند؟ آیا یک گیج برش بد شیشه ایمنی من را آلوده می کند؟ من یک خرابی برنامه ریزی نشده دارم و مجبور شدم تولید را برای نگهداری پیشگیرانه قطع کنم. این چه تاثیری بر تولید خواهد داشت؟
برنامه نویسی یا نگهداری ضعیف می تواند باعث شود که نرخ تغذیه مورد انتظار (و نرخی که برای محاسبه کل زمان پردازش استفاده می شود) کمتر شود. این امر OEE را کاهش می دهد و زمان کلی تولید را افزایش می دهد - حتی بدون اینکه اپراتور مجبور باشد تولید را برای تنظیم پارامترهای دستگاه قطع کند. با در دسترس بودن خودرو خداحافظی کنید.
همچنین آیا قطعاتی که ما می سازیم واقعا برای مشتریان ارسال می شود یا برخی از قطعات در سطل زباله ریخته می شوند؟ نمرات کیفیت ضعیف در محاسبات OEE واقعا می تواند آسیب برساند.
هزینه های تولید برش لیزری با جزئیات بسیار بیشتر از صرف صورتحساب برای زمان لیزر مستقیم در نظر گرفته می شود. ماشین‌ابزارهای امروزی گزینه‌های زیادی را برای کمک به تولیدکنندگان برای دستیابی به سطح بالایی از شفافیت مورد نیاز برای رقابتی بودن ارائه می‌دهند. برای سودآور ماندن، فقط باید تمام هزینه های پنهانی را که هنگام فروش ویجت پرداخت می کنیم، بدانیم و درک کنیم.
تصویر 3 به خصوص زمانی که از حاشیه های بسیار نازک استفاده می کنیم، باید رنگ نارنجی را به حداقل برسانیم و آبی را به حداکثر برسانیم.
FABRICATOR پیشروترین مجله شکل دهی و فلزکاری در آمریکای شمالی است. این مجله اخبار، مقالات فنی و تاریخچه مواردی را منتشر می کند که تولید کنندگان را قادر می سازد کار خود را به نحو احسن انجام دهند. FABRICATOR از سال 1970 به این صنعت خدمات می دهد.
دسترسی دیجیتالی کامل به FABRICATOR اکنون در دسترس است و به شما امکان دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را می دهد.
دسترسی دیجیتالی کامل به مجله Tubing اکنون در دسترس است و به شما امکان دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را می دهد.
دسترسی دیجیتال کامل به The Fabricator en Español اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
مایرون الکینز به پادکست The Maker می پیوندد تا در مورد سفر خود از شهر کوچک تا جوشکار کارخانه صحبت کند…