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案例研究:作业车间中的CO 2激光切割机

发布时间:2019/12/23 11:05

案例研究:作业车间中的CO 2激光切割机

激光帮助制造商处理大量复杂零件

发布于:2019年12月23日

发布人:江苏科茂自动化有限公司

关于:激光切割机

激光切割

每天使用冲床等离子工艺处理数千磅的钢材,需要7名员工全天候工作,以准备零件程序,定序机械以及装卸材料。

面临着对使用较厚材料生产的高质量,复杂配置零件的不断增长的需求。此外,其最大的客户正在准备扩大其产品线。

我们开始看到客户对更复杂的设计以及成型或弯曲零件的需求。新的燃油箱和翼子板的设计可能非常复杂,重点在于改进零件的外观和功能。挡泥板变得更加复杂,因为它们要么安装,固定或覆盖某物。

同样,趋于更符合人体工程学原理的趋势也影响了零件设计。建筑原始设备制造商正在设计对操作员的舒适性和安全性更为敏感的产品,例如具有光滑圆角的零件。

作为零件变得复杂,公司无法有效地满足在厚度为矩形或高度轮廓部件和大的片材生产参数高达6毫米,其现有的设备。车间没有投资制造每个新组件所需的特殊工具,而是每月外包了价值约25,000美元的工作。它外包了整个系列的零件,例如需要切割和去除4毫米厚的低碳钢中0.25毫米材料的零件。

该公司确定,它不能有效地处理大批量产品或满足切割质量并配置所需的新零件。

探索选项

为了应对这些生产挑战,开始探索设备选择。该公司希望能够处理1500*3000毫米的工作行程,并能加工1到16毫米板材厚度的零件。

自动化的物料搬运是前提条件,因为车间希望以最少的操作员干预使生产保持连续的速度。

由于所需的模具投资,冲孔设备不能最好地满足其需求。他专注于CO 2激光,因为他说它提供了最大的灵活性。然后,他和他的员工花了三个月的时间研究CO 2激光系统。质量控制经理,总工程师和总程序员参与了设备评估过程。团队根据部门需求以及当前和将来的需求对设备进行了审查。

当我们在90天的时间内研究不同的设备时,我会征求团队的意见,并讨论设备功能与Wrayco的近期和长期需求。

该公司的质量控制经理根据设备的可重复性和准确性对其进行了评估,并对Wrayco现有的设备进行了性能研究以进行比较。

首席工程师研究了系统功能,并考虑了其新零件所需的形状和设计,例如插槽和凸耳。他的目标是拥有一台能够为Wrayco的工程师在设计执行过程中提供最大灵活性的机器。

首席程序员希望简化编程过程,同时考虑到DXF文件导入,嵌套和DNC链接。

我们发现激光系统的尺寸和功能有很多相似之处,对我们来说,选择取决于物料搬运。我们需要一种足够坚固耐用的系统来处理更重的量具并每天处理大量物料。

该公司还考虑了机器占地面积。它需要一个相当紧凑的系统,以及将物料输送到机器的过程。据吉布说,大多数机器在功能和特性上都具有竞争力。因此,成本不是影响因素。
激光切割机

购买与安装

该公司决定购买具有多个CNC自动托盘站的Strippit®/ LVD Axel 3015 L飞行光学激光系统。5- 10英尺单元处理材料达到1 / 2使用2千瓦激光英寸厚。

激光器的飞行光学设计使切割头可以在三个轴上自由移动。切割过程中工件不移动。Gibb认为设计是一种优势,因为Wrayco的60%至70%的工件很大,最大可达60 x 120英寸,并且从一个切口到另一个切口的行进距离很大。飞行光学系统的设计可实现高达每分钟170米的轴定位速度,而与纸张尺寸或重量无关。

机器的安装需要最少的现场准备。该系统不需要基础。仅安装了隔离垫。

Gibb还购买了Strippit CADMAN-L CAD / CAM离线编程包。该软件具有自动套料功能,旨在优化切割和机器参数以最大程度地利用纸张。它会自动生成NC代码,并提供激光路径的仿真和生产时间的计算。它也可以用于导入2D和3D DXF和IGES文件,交互式CAD功能或生成参数形状,并简化零件编程。

七名操作员参加了为期一周的现场培训。

如今,该车间正在处理各种零件配置,取消了外包并全天候处理大量工作。

处理复杂零件

该公司现在可以满足客户对复杂形状零件的需求。过去很难解决的各种尺寸和形状现在不再是问题。

该车间的加工精度为±0.1毫米。在使用该激光器之前,其精度为±0.5毫米。该激光器使用高压氮气辅助气体来产生剪切的边缘切割质量,而没有浮渣或烧伤痕迹。切割质量提高了二次焊接操作的完整性,自实施机器人焊接系统以来,Gibb认为这尤其重要。

必须精确地制造零件,以使其良好焊接。在引入机器人技术时,必须改进上游操作,例如零件切割。

正确切割的零件还可以减少焊接时间,保持设置的一致性,并在组装过程中帮助部件装配在一起。

更高的吞吐量

激光系统安装两周后,车间每周7天,一天24小时不间断地工作。结果,该车间现在每天可处理30吨的钣金。

具有无人值守运行系统的能力吸引了我。我可以在每个装载站放置10,000磅的捆,并让系统全天候运行而无需监督。

多托盘CNC装卸系统使装卸功能能够独立执行,装卸时间为40秒。这使激光操作员可以腾出时间来执行其他任务,包括对下一组零件进行编程,取出成品零件表或接收进来的材料。装载机构的把手板高达50公分。和堆叠高度高达1米。

倾斜操作将切下的零件放置在工作台上,以防止损坏板材。切割的零件存放在容量为5吨,1.5米的工作台上。堆叠高度。无人值守的业务为公司节省了开支,在过去六个月内减少了劳动力需求。只需两个工人即可操作该系统,而不是以前需要的七个工人。

全天候运行的缺点很少,盈利能力很高。但是,当您以24/7全天候运行时,您需要在时间表中增加时间来维护和监视机器。

错误的观念是,熄灭意味着放手,重要的是要花一些时间正确维护机器。如果这样做,则非常易于管理。当您忽略维护程序时,就会遇到问题。

该公司每周平均关闭其激光八到十个小时,以进行例行维护。维护任务通常包括清洁镜子,检查焦距,更换滤镜和板条以及常规机器清洁。

其他福利

该车间改善了工作地板的安全性。在引入自动化材料处理之前,受伤率较高。零件处理和剪切操作造成的腕部和手部伤害已减少。工人不再需要应对毛刺,毛刺的锋利边缘可能会割伤或伤害手指和手。

自动化的激光操作还促进了准时(JIT)生产。零件可以整夜切割,第二天早晨可以开始弯曲,焊接或组装操作。

在使用激光系统之前,工厂获得了60%的纸张利用率。目前,它已将利用率提高到90%,并将材料需求降低了20%。

按目前的业务水平,每月在钢板上的花费为25万美元。我们将钢材节省了30,000至40,000美元,提高了15%。我们知道这里有直接的回报。

通过使用自动套料和共线切割来最大程度地利用材料和提高生产率。车间使用其离线编程系统自动嵌套零件,将装配件组合在一张纸上。在激光之前,由于不断变化的客户对更复杂零件的需求不断变化,车间无法在不影响机器生产率的情况下将零件有效地嵌套在其等离子设备上。

此外,该公司正在采用双切割工艺,其中一个切割生产两个零件。双重切割技术已将激光切割时间减少了多达20%。

扩展能力

该技术扩大了工厂的能力和机会。
在使用激光技术之前,我们将设法使客户摆脱特殊的尺寸和形状,因为我们知道这些类型的设计将需要大量的打磨和去毛刺时间。现在我们唯一的问题是,如何提供文件?技术改变了我们查看零件的方式。

该公司现在还更加参与其客户的设计过程。

我们可以回头向客户提出建议-我们正在积极参与该过程,并且它比以往任何时候都更具创造力。我们的客户正在征求此类信息,并正在寻找供应商将新流程引入桌面。

虽然激光系统自动化通常更容易在制造行业进行成本合理化,但Wrayco等工厂正在投资具有自动化功能的CO 2激光切割系统和大功率激光谐振器,以满足生产量和材料容量的要求。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控焊割设备制造商