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加工厂适用于单件零件流的激光切割

发布时间:2019/10/16 11:00

加工厂适用于单件零件的激光切割

编程自动化和策略批处理起着关键作用

发表时间:2019年10月16日

发表人:江苏科茂自动化有限公司

关于:数控切割机激光切割机


科茂的激光切割出的。为了使零件的拆卸和分类更加容易,该公司很少签入零件,除非没有其他方法可以使切割过程保持稳定。

制造商如何跟上光纤激光器的发展?常规的解决方案涉及自动化,从自动化的装载/卸载到物料搬运塔,再到复杂的存储和检索系统,其有效库存货架遍布车间。

随着经理们努力确保车间的约束性操作(无论是折弯,去毛刺,焊接还是其他任何地方),这种自动化程度可以随车间的发展而增长,永远不会饿死工作。约束的吞吐量控制着制造商的输出,如果约束使工作紧缺,那么车间的产量就不会达到应有的水平。当然,约束会根据当天,周或月中定制制造商的订单组合而变化。但是可以肯定的是,限制本身不可能是切割过程。

还是?

在爱荷华州佩里的钣金制造业务的故事提醒人们,是什么推动了技术投资:内部和外部客户的需求(即下游业务(如装配)的需求)。大型定制制造商的客户需求与Percival的需求大不相同,Percival是高产品混合,小批量的环境控制腔室设备制造商。

Percival生产总监表示:“我们建造的孵化器从小型冰箱的大小到足以容纳玉米的商业步入式仓库,以及介于两者之间的一切设施。

当他和其他经理分析加工车间的流程时,他们知道切割部门很快将成为制约因素。如果情况没有改变,它将阻止未来的增长。

他们的方法不仅仅是购买新机器。他们取而代之的是对切割过程进行全面的研究,从下达订单,编程和定单排序到卸载和分类零件以进行下一个操作。从这个意义上说,如果零件没有准备好进行下一个操作(通常是弯曲),那么激光切割实际上就没有完成。

远离剪切和打孔

五年前,Percival的切割部门包括一台剪切机和两台转塔冲床。看起来有些陈旧,但这并不是全部,尤其是考虑到公司的单件或单件零件流生产。

珀西瓦尔(Percival)的历史可以追溯到125年前,这就是适应之一。该公司于1900年代初开始生产屠夫刀。冷藏发明之后,该公司适应并扩展到肉柜和冷藏肉柜,用于食品生产商和杂货商。

在1960年代,爱荷华州立大学的研究人员与该公司取得了联系,希望制造一种环境更可控的冷藏柜。反过来,这导致了在大学和私人企业中,涉及用于研究市场的环境控制室的产品。多年以来,该公司一直在修剪其产品系列,并在1980年代开始完全专注于研究市场,这一关注一直持续到今天。


每个零件都刻有零件编号,以确保正确分类。

当Percival制造并组装一个单元时,可能不会再构建相同的单元。在此背景下,公司的制造部门得以发展。

考虑到产品组合和商业模式,制造库存零件根本行不通。一些定制的制造商可能会为大型客户提前建立,为多个产品上使用的组件保留一些在制品(WIP),或者为某些产品系列保留一些成品。为此,Percival的产品组合太不可预测了。一切都按订单生产。因此,多年来,该公司已围绕单一零件流建立了制造和装配业务。

“我们正在做个性化的定制工作,”史密斯说。“我们将接单,并创建材料清单(所有不同尺寸和类型的材料)并创建工程图。”

从工程发布客户订单后,切割操作员将收到一份切割清单(同样是一个单位),他将使用该清单从原始物料中提取物料。产品设计采用了大约六种不同厚度的材料,其中大多数是碳钢,包括电镀锌,同时还加入了一些不锈钢和铝。

切割,包括嵌套和编程,本质上是手动的,容易出现人为错误。操作员将每张纸剪成一定尺寸,然后将其放在手推车上,然后将其推到转塔式压力机上,转塔压机仅切割一个单元所需的零件,而没有其他零件。然后,操作员对其他材料等级和厚度(大多数是薄板,例如22和18号)进行了相同的处理。然后,他们将已切割的零件放在推车上,该推车可将每个零件固定在一个单元上,然后将其轮到下一个操作,通常根据折页尺寸和所需的弯曲几何形状在折弯机或双向折叠机上弯曲。

单单元零件流简化了零件流,但是老式的剪切和冲头布置不是非常可扩展的。不仅仅是机器技术,这是安排工作的方式。要使静态嵌套(嵌套布局中的所有零件都趋向单个作业)适应Percival的产品组合并不容易。运营商花了很多时间来管理残余物和交换材料。

Smith使用销售历史记录和预测来计划生产,目的是要在一定时期内将与一定数量的收入相关的一定数量的工作运送出去。他说:“我们知道我们的工厂有多少销售收入。”他补充说,要达到一定的数量,他需要在每个部门中进行一定数量的工作。考虑到这一点,史密斯知道,从长远来看,鉴于空间和劳动力的限制,切割部门将无法生产足够的产品以跟上步伐,因为退休工人和合格的替代品很难找到。

保持步伐

2016年,该公司从我们(再次,该公司加工薄纸)购买了其第一台激光器(2 kW机器),以及嵌套和编程包。

但是,机器和软件升级只是其中的一部分。有了这些新系统,Percival采用了一种全新的方式来加工切割零件。该方法使定制制造商中常见的动态嵌套实践适应Percival的单零件流。本质上,Percival在其单件零件流中添加了一些批处理样式的处理。

 

当设计团队发布订单并从CAD导出DXF文件时,史密斯确定了足够的订单来完成大约两到三天的工作,平均大约需要五份订单。(尽管考虑了公司的产品组合,但该平均值是基于一个非常宽泛的范围。)他权衡了选择这些订单的各种因素,包括预定的到期日,尤其是满足期望值的在地板上所需的销售价值。销售数量。

使用定制软件,从ERP提取这些订单,并过滤出要嵌套的钣金零件。“从那里,我将所有这些部分组合成一个电子表格,[嵌套软件]可以从ERP系统生成的物料清单中读取和加载该表格。”

ERP和编程之间的这种紧密的“握手”极大地简化了嵌套,但是Percival需要更多的元素来确保切割部门能够真正为将来扩大规模:零件识别。

Percival的零件组合大相径庭,但恰好恰巧这些零件中的许多零件看起来很相似。与批量生产相比,这是单件式零件流的一大优势。激光切割机的生产率令人难以置信,但是如果零件丢失或分类不正确,并且由于下游错误而必须在激光上重新切割,那么,激光切割的生产率有什么好处?

因此,该公司可以识别出从激光器出来的每个切割部分。不过,它并不依赖于贴纸。一方面,不干胶可能会留下残留物,需要在粉末喷涂之前将其清除。当然,必须有人粘贴这些标签,从而再次打开人为错误的大门。

因此,公司依靠蚀刻每个零件上的零件编号。这会减慢激光切割的周期时间吗?可以,但是比必须切除丢失的零件要快。公司巢式布局的性质也使蚀刻变得可行。零件尺寸范围广,但是该公司很少切割出装满微小零件的套,每个零件都需要激光蚀刻的数字。如果计划中出现了包含数百个零件的稀有套料布局,则通常在班次中排在最后,可在第二天早晨进行排序。

机上标记的真正限制是编程。在每个嵌套上找到零件编号的最佳位置将是耗时且艰巨的,尤其是考虑到该商店绝不会两次运行相同的嵌套。因此,Radan在此定制了零件识别模块以使任务自动化。

Smith说:“该系统将找到蚀刻每个零件上数字的理想位置。”

下一步

切割过程完成后,工人对切割的零件进行打孔和分类,然后处理骨骼,激光通常会对其进行切割以方便处理。另外,为了便于处理和分类,该操作避免了将零件微定位到位。大多数零件的尺寸足以在整个切割周期中保持稳定。如果不是,它们将嵌套在板条上。

读取蚀刻后的数字后,工人将切好的碎片分类并放置在推车上,然后将其卷成弯曲状-这个区域很可能是公司下一个需要改进的区域。今天,该公司的折弯机和折页机一次弯曲一个单元。用于一种产品的零件可在折叠器和制动器之间分开,但在成形后立即将它们返回购物车,以继续其“单件流动”的过程进行焊接,涂层和组装。

一个问题是,这种流程会增加设置时间,尤其是在折弯机上。该公司最近投资了一种具有离线弯曲模拟和编程功能的新型电制动器,但操作员仍然需要每天多次更换工具。

在这里,史密斯的长期计划是将激光切割的配料方法也应用于弯曲部门。因此,调度员不会拉动足够的切割工作来填充两到三天的工作,而是会拉动一定数量的工作以进行“切割弯曲”过程,并在一定的时间和日期将相应物料放入相应的推车中。他们将流向下游,进入下一个流程。

Smith和他的团队继续采用整体方法进行改进,这不仅仅是在激光上查看每分钟的英寸数,还是在刹车上查看每分钟的弯曲次数。有时候,只需花几分钟的时间来观察人们的工作情况,就能发现令人垂涎的成果。

史密斯(Smith)回忆了一遍商店,他发现焊工花费大量时间从不锈钢上剥去保护性乙烯基包裹物,这种包裹物本身会减慢激光切割的周期时间。“所以我刚开始订购不带不锈钢的不锈钢,我们只是在纸​​叠之间放了一张羊皮纸。”

他补充说,这种方法不适用于装饰关键的零件,或者如果处理要求导致严重的划痕,则该方法无效。“但是,我们已经测试了我们的带和不带乙烯基包装的不锈钢产品,并将它们展示给我们的销售和营销团队,没有人知道其中的区别。而且为我们节省了很多时间。”

不同的旅程,相同的目标

凭借使用硬质工具进行批量生产的历史,大多数定制制造商都提前进行生产以填充板材,将相似的订单一起批量生产以最大程度地提高机器效率,并且最终实现了WIP的正面安装。因此,它们可以减少设置时间,减小批量大小,并实现动态嵌套和静态嵌套的组合,以提高整体吞吐量并更接近单件零件流,但并没有那么接近,以至于最终它们只能切割每个零件工作表和花费太多时间来运送物料和管理残留物。

Percival来自另一个方向,但目的地相同。几年前,公司实现了单件式零件流;现在,制造部门正在战略性地改进这种方法并进行批处理,以便可以从可用的机器和人员中获得更多收益。

“要正确看待这一点,在进行激光加工之前,我们的切割部门只有九个人,操作员每天工作10小时,在星期六投入半天时间是为了生存并跟上工厂的其余部分。现在,当我们嗡嗡作响时,我们只有四个人,没有加班。”

他补充说,那些多余的切割操作员并未离开公司,而是被保留并接受了培训,可以在工厂的其他区域工作。“在难以找到合格劳动力的时期,我们已经获得了大量的劳动效率。”

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

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