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发布时间:2020/02/03 08:44

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钣金切割自动化可增加正常运行时间

发布于:2020年2月3日

发布人:江苏科茂自动化有限公司

关于:激光切割




大多数制造商已经对其制造工艺进行了重大调整以进行竞争。如今,许多客户下达小订单(有时只有一张),交货期短(通常只有几个小时),并且价格低廉。运行打孔或激光切割系统的操作员可能看起来非常忙于“运行”机器。但是运行机器与生产好的零件可用于下游的成型,连接和组装并不相同。

在这种环境下,您必须确保这些机器不仅在“运行”,而且实际上以最高效率生产所需的零件。

绿灯亮起时间是指机器实际生产零件的时间相对于系统加电并准备生产的总时间的百分比。非自动CNC冲床的行业平均开绿灯率为35%至45%,而非自动化激光的平均开绿灯率为40%至65%。实际上,在非自动化系统上,绿灯点亮时间的50%是非常可观的。

这使许多人感到震惊,因为工厂经理看到他们的操作员整天都在机器周围努力工作。这些操作员当然确实很忙,但这通常是因为他们正在准备将机器投入生产。实际上,工作中心并没有真正发挥出最大的潜力。好消息是几乎总是有改进的余地。

更多并不总是更好

当然,生产更多零件的一种方法是购买另一台机器,实际上,这通常是第一个(有时甚至是唯一)考虑的选择。从理论上说,增加第二台手动机器可使日产量提高一倍,但同时也会增加成本:机器付款;另一位机器操作员;占地面积(甚至可能没有);以及持续的运营成本,例如电力,处理气体,维护和工具。仅仅添加另一台独立的机器也意味着开灯时间将保持不变

在非自动化机器上,生产率取决于操作员在机器上输入作业,装载原材料表以及移除成品零件和骨架的能力。在手动情况下,约束不是新机器的切割速度如何;这就是操作员可以快速工作的方式。操作员可能会忙于编程和搬运材料,但是所有这些工作可能不会显着提高零件的生产速度。功能更强大的激光或现代冲压机可以更快地切割金属,但是仍然必须加载板材,并且必须卸载零件。如果不增加材料装卸的速度,切割中心的开绿灯时间将保持在35%到65%之间。

具有讽刺意味的是,随着新机器继续实现更快的处理时间,如果操作员必须手动将金属移入或移出工作区,则要实现最大生产率变得更加困难。这些机器许多次加工金属是如此之快,操作员根本无法跟上。

自动化改造

许多试图缩短开灯时间的商店都选择对现有设备进行自动化改造。通过在机器上添加正确的自动化类型以及适当的操作员培训,制造商可以显着缩短绿灯点亮时间,通常可以缩短80%至90%。这有效地使独立机器的生产率提高了一倍,并且在许多情况下完全不需要第二台机器。增加的原因在于操作不依赖于操作员装卸物料。为了提高吞吐量,可以将机器添加到现有的自动化系统中,从而创建多机器单元。

自动化程序会加载一张原材料,移走已加工的零件(如果已配备),卸载骨架,然后开始切割计划中的下一个零件或工作嵌套。效率较少取决于操作员的干预。自动化每次需要花费相同的时间来加载和卸载材料。它永远不会累或休息。换句话说,它为初次切削过程增加了显着的可预测性。如果安排了足够的作业,则自动机器可以处理基本上无人看管的零件,直到存储设备的纸张用完为止。

系统选项

自动化系统可以从最基本的到非常复杂的具有自动零件卸载功能的多层物料存储和检索系统。一个简单的系统可以作为具有两个小车或托盘的片材装卸设备的基础,每个小车或托盘分别用于原材料和成品。无论是作为现有设备的翻新安装还是作为新机器的一部分安装,该系统都适用于小型工厂,这些小型工厂需要在保持预算的同时提高生产率,不超出占地面积要求,而无需雇用更多员工或投入更多精力他们现有的劳动力到系统。



图2:零件如何从一次切割过程中流出对于任何自动化设置都是至关重要的。卸货台(如右图所示)应放置在下游流程附近,以最大程度减少在制品行驶距离。

从此而来的提升包括许多中端选择,例如具有5到20个货架的多个装卸车和塔,可容纳多达6,600磅的物料,每个货架的厚度可达1英寸。更精细的系统可以有多达200个架子的多个塔或托架,这些仓库可以存储物料(全尺寸纸张和残料)和毛坯零件,同时跟踪库存。他们从架子上取走指定的原材料,将其运送到多台落料机(激光,CNC冲床或组合冲床/激光),然后将加工过的零件返回指定位置,直到准备好进行下一个流程为止,例如弯曲,焊接,去毛刺,粉末喷涂或组装。

这种类型的系统可以帮助自动化整个车间,简化制造过程以及跟踪零件和库存。OEM通常会发现这样的系统是有益的,特别是如果他们希望获得完全无人值守的运行。

系统可能包括伺服控制的零件拆卸设备,这些设备使用吸盘或磁铁将完成的零件(通常为0.25英寸或更薄)从骨架上松开,以将它们卸下(参见
自动化的板材和零件处理可以显着增加绿灯点亮时间,通常达到80%至90%。 从左至右显示的是自动零件去除器,用于拾取在组合打孔/激光机中加工过的零件。 持有0.250英寸厚的零件; 将零件堆放在中间输送机上; 并将切割好的零件堆放在托盘上。>图1)。然后可以将零件堆放在托盘或输送机上进行二次加工。这不仅消除了人工操作,而且还有助于使零件保持整齐有序,并尽可能避免刮擦,从而进一步降低了成本。

计划未来

查看潜在布局的CAD模型有助于车间预测所有东西在地板上的组合方式,并计划在下料过程之后所需的最佳工作流程。设计的灵活性应该是任何计划自动化下料过程的人员的关键考虑因素。系统越复杂,就越有可能需要对设备进行大量修改以适合生产,占地面积,天花板高度和预算要求。

缺乏灵活性或定制化有时可能是一个现实问题,因为自动化可能无法为其余制造工艺提供良好的流程。例如,许多商店将自动化系统放置在装卸区附近,以最大程度地减少送货卡车和物料塔之间的距离。但是,车间经理还应考虑零件如何从一次切割过程中流出(见图2)。

考虑这样一种情况空白的部分流向下游弯曲,有的直接去焊接,以及一些针对电镀或涂装立刻被发送出去。在这种情况下,将零件卸载台放置在靠近弯曲区域的位置以最大程度减少在制品工作的行进距离可能是有意义的。但是,如果折弯部门远离装卸平台怎么办?将某些折弯机移近一些以缓解零件流动,还是将自动落料系统置于弯曲区域附近但离装料台更远的地方,是否值得?所有这些都取决于工作流程,在高混合环境中,工作流程可能会非常复杂。

在这里,精心计划,定制和虚拟化车间运营就可以发挥作用。定制自动化以适合现有工作流程可以使添加自动化的决定变得更加容易,因为围绕自动化在地板上重新布置其他所有东西既费时又昂贵。

计划将来的扩展同样重要。在决定在何处安装自动化设备时,能够添加到自动化设备上(例如,更多的架子或装卸车或零件拆卸设备)或向自动化设备添加更多机器非常重要。模块化自动化使商店能够随着不断增长的需求和不断扩大的产能而适应不断变化的需求。

文化影响

将机器的绿色启动时间延长到将近90%,并减少手动物料处理,可以满足几乎所有客户现在要求的更短交货时间。通过离线编程和计划,运行自​​动落料系统的机器操作员可以专注于确保在需要时填充和卸载物料存储架,偶尔更改激光喷嘴,为冲床进行模具设置以及执行其他基本功能,例如需要。一些车间可能在机器附近建立一个小车间,以便受过训练的操作员可以在落料机切割零件时进行弯曲,焊接甚至组装。

同样,该操作员也不会因为移动大量物料而伤及背部。劳工统计局报告说,超过36%的因误工而受伤的原因是肩部和背部受伤。将金属板从架子上抬起,推入和拉出并推到切割机上可能不是任何人的职业愿望。消除这种人工操作可能会带来与人体工程学,保险和士气有关的重大好处。

好变化

无论自动化类型是简单,复杂还是介于两者之间,经理和操作员都必须采取必要的步骤以正确实施,包括培训。经常需要让操作员放心,增加自动化并不意味着会被自动化所取代。新设备需要操作人员培训,员工必须具有开放的胸怀,积极地应对变化,并不断重新评估现有流程。

换句话说,每个人都必须接受需要改变的事实。在简化向自动化的过渡方面取得了长足的进步。当制造商正确实施自动化时,许多人发现他们希望自己早点进行转换。

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