كيف تستفيد محلات الصفائح المعدنية من القطع بالليزر

يمكن أن يؤدي التسعير بناءً على وقت القطع بالليزر وحده إلى إصدار أوامر إنتاج، ولكنه قد يكون أيضًا عملية خاسرة، خاصة عندما تكون هوامش ربح الشركة المصنعة للصفائح المعدنية منخفضة.
عندما يتعلق الأمر بالتوريد في صناعة الأدوات الآلية، فإننا نتحدث عادة عن إنتاجية الأدوات الآلية. ما مدى سرعة قطع النيتروجين للفولاذ بمقدار نصف بوصة؟ كم من الوقت يستغرق ثقب؟ معدل التسارع؟ دعونا نجري دراسة زمنية ونرى كيف يبدو وقت التنفيذ! في حين أن هذه نقاط بداية رائعة، فهل هي حقًا متغيرات نحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند التفكير في صيغة النجاح؟
يعد وقت التشغيل أمرًا أساسيًا لبناء أعمال ليزر جيدة، ولكننا نحتاج إلى التفكير في ما هو أكثر من مجرد الوقت الذي يستغرقه تقليل العمل. العرض الذي يعتمد فقط على تقليل الوقت يمكن أن يكسر قلبك، خاصة إذا كان الربح صغيرًا.
للكشف عن أي تكاليف مخفية محتملة في القطع بالليزر، نحتاج إلى النظر في استخدام العمالة، ووقت تشغيل الماكينة، والاتساق في المهلة الزمنية وجودة الجزء، وأي إعادة عمل محتملة واستخدام المواد. بشكل عام، تنقسم تكاليف قطع الغيار إلى ثلاث فئات: تكاليف المعدات، وتكاليف العمالة (مثل المواد المشتراة أو الغاز المساعد المستخدم)، والعمالة. ومن هنا، يمكن تقسيم التكاليف إلى عناصر أكثر تفصيلاً (انظر الشكل 1).
عندما نحسب تكلفة العمالة أو تكلفة جزء منها، فإن جميع العناصر الموجودة في الشكل 1 ستكون جزءًا من التكلفة الإجمالية. تصبح الأمور مربكة بعض الشيء عندما نحسب التكاليف في عمود واحد دون حساب التأثير على التكاليف في عمود آخر بشكل صحيح.
إن فكرة تحقيق أقصى استفادة من المواد قد لا تلهم أحدا، ولكن يجب علينا أن نزن فوائدها مقابل الاعتبارات الأخرى. عند حساب تكلفة القطعة نجد أنه في معظم الحالات تأخذ المادة الجزء الأكبر.
للحصول على أقصى استفادة من المادة، يمكننا تنفيذ استراتيجيات مثل القطع الخطي (CLC). يوفر CLC وقت المواد والقطع، حيث يتم إنشاء حافتين للجزء في نفس الوقت بقطع واحد. لكن هذه التقنية لها بعض القيود. إنها تعتمد بشكل كبير على الهندسة. على أية حال، يجب تجميع الأجزاء الصغيرة المعرضة للانقلاب معًا لضمان استقرار العملية، ويحتاج شخص ما إلى تفكيك هذه الأجزاء وربما إزالة نتوءاتها. فهو يضيف الوقت والجهد الذي لا يأتي مجانًا.
يكون فصل الأجزاء صعبًا بشكل خاص عند العمل بمواد أكثر سمكًا، وتساعد تقنية القطع بالليزر على إنشاء ملصقات "نانو" بسماكة تزيد عن نصف سمك القطع. ولا يؤثر إنشائها على وقت التشغيل لأن الحزم تبقى في القطع؛ بعد إنشاء علامات التبويب، ليست هناك حاجة لإعادة إدخال المواد (انظر الشكل 2). مثل هذه الأساليب تعمل فقط على أجهزة معينة. ومع ذلك، هذا مجرد مثال واحد على التطورات الأخيرة التي لم تعد تقتصر على إبطاء الأمور.
مرة أخرى، يعتمد CLC بشكل كبير على الهندسة، لذلك في معظم الحالات نتطلع إلى تقليل عرض الشبكة في العش بدلاً من جعلها تختفي تمامًا. الشبكة تتقلص. هذا أمر جيد، ولكن ماذا لو مال الجزء وتسبب في الاصطدام؟ يقدم مصنعو الأدوات الآلية حلولاً متنوعة، ولكن أحد الأساليب المتاحة للجميع هو إضافة إزاحة الفوهة.
كان الاتجاه السائد في السنوات القليلة الماضية هو تقليل المسافة من الفوهة إلى قطعة العمل. السبب بسيط: أشعة الليزر الليفية سريعة، وأشعة الليزر الليفية الكبيرة سريعة حقًا. تتطلب الزيادة الكبيرة في الإنتاجية زيادة متزامنة في تدفق النيتروجين. تعمل أشعة الليزر القوية على تبخير وإذابة المعدن داخل القطع بشكل أسرع بكثير من ليزر ثاني أكسيد الكربون.
بدلًا من إبطاء سرعة الماكينة (وهو ما قد يؤدي إلى نتائج عكسية)، نقوم بضبط الفوهة لتناسب قطعة العمل. يؤدي هذا إلى زيادة تدفق الغاز المساعد عبر الشق دون زيادة الضغط. يبدو الأمر وكأنه فائز، إلا أن الليزر لا يزال يتحرك بسرعة كبيرة ويصبح الميل مشكلة أكبر.
الشكل 1. ثلاثة مجالات رئيسية تؤثر على تكلفة القطعة: المعدات، وتكاليف التشغيل (بما في ذلك المواد المستخدمة والغاز المساعد)، والعمالة. سيكون هؤلاء الثلاثة مسؤولين عن جزء من التكلفة الإجمالية.
إذا كان برنامجك يواجه صعوبة خاصة في قلب الجزء، فمن المنطقي اختيار تقنية القطع التي تستخدم إزاحة فوهة أكبر. ما إذا كانت هذه الاستراتيجية منطقية يعتمد على التطبيق. يجب أن نوازن بين الحاجة إلى استقرار البرنامج مع زيادة استهلاك الغاز المساعد الذي يأتي مع زيادة إزاحة الفوهة.
هناك خيار آخر لمنع انقلاب الأجزاء وهو تدمير الرأس الحربي الذي يتم إنشاؤه يدويًا أو تلقائيًا باستخدام البرنامج. وهنا مرة أخرى نواجه الاختيار. تعمل عمليات تدمير رأس القسم على تحسين موثوقية العملية، ولكنها تزيد أيضًا من تكاليف المواد الاستهلاكية وتبطئ البرامج.
الطريقة الأكثر منطقية لتحديد ما إذا كنت تريد استخدام عمليات تدمير البزاقات هي التفكير في إسقاط التفاصيل. إذا كان ذلك ممكنًا ولم نتمكن من البرمجة بأمان لتجنب الاصطدام المحتمل، فلدينا عدة خيارات. يمكننا ربط الأجزاء بمزالج دقيقة أو قطع قطع معدنية وتركها تسقط بأمان.
إذا كان ملف تعريف المشكلة هو التفاصيل بأكملها، فلن يكون لدينا خيار آخر، فنحن بحاجة إلى وضع علامة عليها. إذا كانت المشكلة مرتبطة بالملف الداخلي، فأنت بحاجة إلى مقارنة الوقت وتكلفة إصلاح وكسر الكتلة المعدنية.
الآن يصبح السؤال التكلفة. هل تؤدي إضافة العلامات الصغيرة إلى زيادة صعوبة استخراج جزء أو كتلة من العش؟ إذا دمرنا الرأس الحربي، فسوف نقوم بتمديد وقت تشغيل الليزر. هل من الأرخص إضافة عمل إضافي إلى الأجزاء المنفصلة، ​​أم أنه من الأرخص إضافة وقت العمل إلى سعر الساعة للآلة؟ نظرًا للإنتاجية العالية للآلة في الساعة، فمن المحتمل أن يتعلق الأمر بعدد القطع التي يجب تقطيعها إلى قطع صغيرة وآمنة.
تعتبر العمالة عامل تكلفة ضخم ومن المهم إدارتها عند محاولة المنافسة في سوق منخفضة تكلفة العمالة. يتطلب القطع بالليزر عمالة مرتبطة بالبرمجة الأولية (على الرغم من انخفاض التكاليف في عمليات إعادة الطلب اللاحقة) بالإضافة إلى العمالة المرتبطة بتشغيل الماكينة. كلما زادت الآلات الآلية، قل ما يمكننا الحصول عليه من الأجر بالساعة لمشغل الليزر.
تشير "الأتمتة" في القطع بالليزر عادةً إلى معالجة المواد وفرزها، لكن أجهزة الليزر الحديثة تحتوي أيضًا على العديد من أنواع الأتمتة. تم تجهيز الآلات الحديثة بتغيير تلقائي للفوهة ومراقبة جودة القطع النشطة والتحكم في معدل التغذية. إنه استثمار، لكن توفير العمالة الناتج قد يبرر التكلفة.
يعتمد الدفع بالساعة لآلات الليزر على الإنتاجية. تخيل آلة يمكنها أن تفعل في وردية واحدة ما كان يستغرق نوبتين. في هذه الحالة، يمكن أن يؤدي التبديل من نوبتين إلى واحدة إلى مضاعفة إنتاج الماكينة في الساعة. وبما أن كل آلة تنتج المزيد، فإننا نقوم بتقليل عدد الآلات اللازمة للقيام بنفس القدر من العمل. ومن خلال خفض عدد أجهزة الليزر إلى النصف، سنخفض تكاليف العمالة إلى النصف.
وبطبيعة الحال، سوف تذهب هذه الوفورات هباءً إذا تبين أن معداتنا غير موثوقة. تساعد مجموعة متنوعة من تقنيات المعالجة في الحفاظ على عمل القطع بالليزر بسلاسة، بما في ذلك مراقبة سلامة الماكينة، والفحص التلقائي للفوهات، وأجهزة استشعار الإضاءة المحيطة التي تكتشف الأوساخ الموجودة على الزجاج الواقي لرأس القاطع. اليوم، يمكننا استخدام ذكاء واجهات الماكينة الحديثة لإظهار مقدار الوقت المتبقي حتى الإصلاح التالي.
تساعد كل هذه الميزات في أتمتة بعض جوانب صيانة الماكينة. سواء كنا نمتلك آلات تتمتع بهذه القدرات أو نقوم بصيانة المعدات بالطريقة القديمة (العمل الجاد والموقف الإيجابي)، يجب علينا التأكد من إكمال مهام الصيانة بكفاءة وفي الوقت المحدد.
الشكل 2. لا تزال التطورات في مجال القطع بالليزر تركز على الصورة الكبيرة، وليس فقط سرعة القطع. على سبيل المثال، تعمل طريقة الربط النانوي هذه (توصيل قطعتي عمل مقطوعتين على طول خط مشترك) على تسهيل فصل الأجزاء الأكثر سمكًا.
السبب بسيط: يجب أن تكون الآلات في أفضل حالات التشغيل للحفاظ على فعالية المعدات الإجمالية العالية (OEE): التوفر × الإنتاجية × الجودة. أو كما يقول موقع oee.com: "[OEE] يحدد النسبة المئوية لوقت التصنيع الفعال حقًا. تعني نسبة OEE بنسبة 100% جودة 100% (أجزاء عالية الجودة فقط)، وأداء 100% (أسرع أداء). ) وتوافر بنسبة 100% (بدون توقف)." يعد تحقيق OEE بنسبة 100% أمرًا مستحيلًا في معظم الحالات. يقترب معيار الصناعة من 60% على الرغم من أن OEE النموذجي يختلف حسب التطبيق وعدد الآلات وتعقيد التشغيل. وفي كلتا الحالتين، يعد التميز في OEE أمرًا مثاليًا يستحق السعي لتحقيقه.
تخيل أننا تلقينا طلب عرض أسعار لـ 25000 قطعة من عميل كبير ومعروف. إن ضمان التشغيل السلس لهذا العمل يمكن أن يكون له تأثير كبير على النمو المستقبلي لشركتنا. لذلك نحن نقدم 100000 دولار ويقبل العميل. هذه أخبار جيدة. الخبر السيئ هو أن هوامش الربح لدينا صغيرة. ولذلك، يجب علينا ضمان أعلى مستوى ممكن من OEE. من أجل كسب المال، يجب علينا أن نبذل قصارى جهدنا لزيادة المنطقة الزرقاء وتقليل المنطقة البرتقالية في الشكل 3.
عندما تكون الهوامش منخفضة، فإن أي مفاجآت يمكن أن تقوض الأرباح أو حتى تلغيها. هل البرمجة السيئة ستدمر الفوهة الخاصة بي؟ هل سيلوث المقياس السيئ زجاج الأمان الخاص بي؟ لقد تعرضت لتوقف غير مخطط له واضطررت إلى مقاطعة الإنتاج لإجراء الصيانة الوقائية. كيف سيؤثر هذا على الإنتاج؟
يمكن أن يؤدي سوء البرمجة أو الصيانة إلى انخفاض معدل التغذية المتوقع (ومعدل التغذية المستخدم لحساب إجمالي وقت المعالجة). يؤدي هذا إلى تقليل OEE وزيادة وقت الإنتاج الإجمالي - حتى بدون الحاجة إلى مقاطعة الإنتاج لضبط معلمات الماكينة. قل وداعًا لتوفر السيارة.
وأيضًا، هل يتم بالفعل إرسال الأجزاء التي نصنعها إلى العملاء، أم يتم إلقاء بعض الأجزاء في سلة المهملات؟ يمكن أن تكون درجات الجودة الضعيفة في حسابات OEE مؤلمة للغاية.
يتم النظر في تكاليف إنتاج القطع بالليزر بتفاصيل أكثر بكثير من مجرد إعداد فواتير لوقت الليزر المباشر. توفر الأدوات الآلية اليوم العديد من الخيارات لمساعدة الشركات المصنعة على تحقيق المستوى العالي من الشفافية التي تحتاجها لتظل قادرة على المنافسة. لكي نظل مربحين، نحتاج فقط إلى معرفة وفهم جميع التكاليف الخفية التي ندفعها عند بيع الأدوات.
الصورة 3 خاصة عندما نستخدم هوامش رفيعة جدًا، نحتاج إلى تقليل اللون البرتقالي وتعظيم اللون الأزرق.
FABRICATOR هي المجلة الرائدة في مجال تشكيل المعادن وتشغيل المعادن في أمريكا الشمالية. تنشر المجلة الأخبار والمقالات الفنية وتاريخ الحالات التي تمكن المصنعين من القيام بعملهم بكفاءة أكبر. يخدم FABRICATOR هذه الصناعة منذ عام 1970.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى The FABRICATOR، مما يتيح لك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى مجلة Tubing، مما يتيح لك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
يتوفر الآن الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
اتخذ كيفن كارترايت طريقًا غير تقليدي للغاية ليصبح مدرب لحام. فنان الوسائط المتعددة ذو خبرة طويلة في ديترويت…