Մանրաթելային լազերային կտրման էվոլյուցիան և ավտոմատացման ծագումը

Ինչպես է մանրաթելային լազերային կտրման տեխնոլոգիան փոխել ժամանակակից արտադրությունը

Մանրաթելային լազերային կտրող սարքերը փոխում են մետաղի մշակման եղանակները: Դրանք երեք անգամ ավելի արագ են կտրում, քան հին դպրոցական CO2 լազերները, և օգտագործում են 40%-ով պակաս էներգիա՝ համաձայն անցյալ տարվա BPIAE հետազոտության: Սեղմված պողպատի, ալյումինի կամ պղնձի համաձուլվածքներով աշխատող արտադրամասերի համար սա նշանակում է, որ մասերը պատրաստվում են միկրոնային ճշգրտությամբ: Այն, ինչ նախ պահանջում էր մի քանի առանձին մշակման փուլեր, հիմա կարող է կատարվել մեկ քայլով՝ այս սարքերի շնորհիվ: Երբ զուգակցվում են CNC համակարգերի հետ, ամբողջ արտադրական գծերը ձեռքով աշխատանքից անցել են լրիվ ավտոմատացված թվային գործընթացների: Լարդային մետաղակազմերը հաղորդում են, որ մաշված նյութերի քանակը կրճատվել է մոտ 18%՝ անցնելով մանրաթելային լազերներին:

Ավտոմատացման դերը կտրման գործողությունների ճշգրտությունն ու հաստատականությունը բարձրացնելու գործում

Ժամանակակից լազերային համակարգերը շնորհիվ խելացի ղեկավարման՝ կարող են հասնել մոտ 0,03 մմ կրկնելիության՝ ավտոմատ ճշգրտելով ջերմաստիճանի փոփոխությունները և նյութի տարբերությունները: Ռոբոտները նյութերի հետ աշխատում են համապատասխան ձևով ամբողջ գործընթացի ընթացքում, իսկ այդ համակարգերի կարգավորման դեպքում արհեստական ինտելեկտը գործընթացը արագացնում է մոտավորապես երկու անգամ ավելի քան մարդկանց կողմից կատարվածը: Որակի ստուգման համար ավտոմատացված ստուգման միավորները, որոնք սարքավորված են CCD տեսախցիկներով, հայտնաբերում են 0,1 մմ-ից փոքր թերություններ: Սա նշանակում է, որ մեծամասնությունը ստացվում է ճիշտ՝ մոտ 99,7% համապատասխանության դրույքով, նույնիսկ երբ համակարգի միջով օրական հազարավոր մասեր են անցնում:

CNC ղեկավարման, ռոբոտների և փոխադրիչների ինտեգրում խելացի գործարանի պատրաստվածության համար

Այսօրվա թելային լազերային կտրումը համակցում է վեց առանցք ռոբոտներ, ավտոմատ դասավորող փոխադրիչ ժապավեններ և ինտերնետ օբյեկտների միջոցով իրար հետ կապված համակարգչային կառավարմամբ սարքեր՝ արտադրամասում անընդհատ մշակման բջիջներ ստեղծելու համար: Ամբողջ կառուցվածքը ինքնուրույն կարգավորում է կտրման ուղիները՝ օգտագործելով ձեռնարկության ռեսուրսների պլանավորման համակարգերից ստացված տվյալներ, սերտ համագործակցություն է իրականացնում գծի ավելի վաղ փունչ պրեսների հետ և ավարտված մասերը անմիջապես ուղարկում է հետագա լազերային կտրման հատված: Հետազոտությունների համաձայն՝ անցյալ տարի հրապարակված տվյալներով, երբ արտադրողները իրականացնում են այս տիպի ինտեգրված համակարգեր, սովորաբար նրանց արտադրության ընթացքում գտնվող պաշարները նվազում են մոտ 32 տոկոսով: Բացի այդ, արտադրամասերը կարող են ավելի արագ անցնել տարբեր արտադրանքների միջև՝ երբեմն ընդամենը երկու ժամ տևող կարգավորումներով:

Թելային լազերային համակարգերի և ավտոմատացման սիներգիան մասշտաբավորված արտադրության համար

Բարձր հզորության մանրաթելային լազերների (ինչպես նաեւ 30 կիլովատ հզորությամբ) միավորումը ավտոմատ լիցքավորման համակարգերի հետ հնարավորություն է տալիս գործառույթները իրականացնել շուրջօրյա առանց որեւէ մեկի դիտարկման, ինչը նշանակում է շատ ավելի մեծ արտադրանք ՝ առանց լրացուցիչ աշխատողների անհրաժեշտ Երկակի պալետների փոխիչներով եւ ավտոմատ շշերով համակարգերը անընդհատ աշխատելու դեպքում անջատման ժամանակը պահում են 1.5%-ից ցածր, եւ խելացի պահպանման ծրագրային ապահովումը մասերի տեւողությունը 40%-ով ավելի երկար է դարձնում, մինչեւ դրանք փոխարինել: Այս ամենը միացնում է մի համակարգ, որը կարող է ամեն ինչ կառավարել՝ սկսած փոքր փորձարկման խմբաքանակներից, որոնք կազմում են ընդամենը 1-10 միավոր, մինչեւ ամբողջական արտադրություն, որը կազմում է ավելի քան 10,000 միավոր, եւ միեւնույն ժամանակ պահպանում արտադրանքի որակը ամբողջ ընթացքում:

RAYMAX-ի նյութերի սնուցման ավտոմատ համակարգը. Դիզայն եւ հիմնական բաղադրիչներ

Օպերացիոն գործընթաց ավտոմատ սնուցման լազերային մանրաթելային կտրող մեքենա

Ավտոմատ սնուցման համակարգերով ապահովված մանրաթելային լազերային կտրող սարքերը աշխատում են ըստ կոնկրետ հաջորդականության: Նախ հումքը սնուցվում է սարքի մեջ՝ օգտագործելով փոխադրիչ ժապավեններ: Այնուհետև մի շարք զգայիչներ որոշում են մետաղական թերթերի ճշգրիտ դիրքը և հաստությունը: CNC կառավարման համակարգը օգտագործում է այս տվյալները՝ կտրման պարամետրերը իրական ժամանակում կարգավորելու համար: Այս սարքերի արժեքը նրանում է, որ դրանք օպերատորներից պահանջում են նվազագույն մանրամասն մասնակցություն, սակայն կարող են կտրել նյութերը արագությամբ մինչև 40 մետր րոպեում՝ հասնելով մինչև 0,1 մմ ճշգրտության: Այնպիսի ճշգրտությունը հնարավոր է նույնիսկ բարձր արագությամբ աշխատելիս: Օդանավաշինության կամ ավտոմեքենայի մասերի արտադրության նման արդյունաբերություններում, որտեղ փոքրագույն չափագրական տարբերությունները մեծ նշանակություն ունեն, այս ճշգրտությունը հնարավոր չէ անտեսել:

Բարձրացնող փողիկի սնուցման մեխանիզմ և ավտոմատացված նյութի կառավարման կառուցվածք

Վակուումային տեխնոլոգիայով աշխատող ծծող ամրակները կարող են կառավարել մինչև 25 մմ հաստությամբ մետաղաթերթեր՝ առաջացնելով մակերևույթի դեֆորմացիա։ Այս համակարգերը սարքավորված են ճնշման կառավարմամբ, որը ավտոմատ ձևով հարմարվում է կախված նյութի տեսակից՝ ստալինիտ պողպատ, ալյումին կամ այլ մետաղներ։ Այս թերթերի ճիշտ դասավորման հարցում ժամանակակից սարքերը հիմա ներդրված տեսողական համակարգ ունեն, որը իրականում կարդում է, թե որտեղ պետք է դասավորվեն բոլոր մասերը։ Ըստ 2023 թվականի «Sheet Metal Processing Report»-ի արդյունաբերական տվյալների՝ այս ավտոմատացված մոտեցումը նյութերի կորուստը կրճատում է մոտ 18%-ով՝ համեմատած հին ձեռքով մեթոդների հետ։ Մեկ այլ իրական առավելություն այն է, որ այս մեխանիզմները կարող են ամբողջությամբ պտտվել 360 աստիճանով, ինչը արտադրության ընթացքում բարդ ձևերից մասեր հանելն ավելի հեշտ դարձնում։

Կրկնակի փոխանակման սեղանի կոնստրուկցիա՝ անընդհատ և անխափան մշակման համար

Երկու սեղանի կառուցվածքի շնորհիվ արտադրողները կարող են մեկ սեղանի վրա կտրում իրականացնել, մինչդեռ մյուսի վրա նյութեր լիցքավորել, ինչը սարքավորումներին թույլ է տալիս գրեթե ամբողջությամբ օգտագործված վիճակում աշխատել նույնիսկ անընդհատ արտադրության դեպքում: Երբ մեկ սեղանը զբաղված է կտրման աշխատանքով, մյուսը հատուկ ճշգրիտ գծային սերվոմեքանիզմների շնորհիվ ինքնաշխատ ձևով տեղափոխում է նոր նյութը պատրաստված դիրքի՝ կրկնելով մոտ կես հազարերորդ միլիմետրի ճշգրտությամբ: Սա էապես վերացնում է այն ժամանակի կորուստը, որն անց էր կացվում ձեռքով նյութեր տեղադրելու համար՝ այն ժամանակ, երբ ամեն ժամը կորցվում էր մոտ 15-20 րոպե: Մի շարք արդյունաբերական զեկույցների համաձայն՝ ֆաբրիկաները հայտնում են, որ այս համակարգին անցնելուց հետո արտադրողականությունը աճել է 35-ից մինչև 40 տոկոս:

Կույտից մինչև կտրում՝ նյութերի պատրաստման և հոսքի արդյունավետ կազմակերպում

Ավտոմատացված շերտային բարձրացուցիչները թերթերը վերցնում են պահեստավորման փայտե սալիկներից և տեղադրում փոխադրիչ ժապավենին՝ պահպանելով նյութի հարթությունը՝ շեղումով, որը 2 %-ից պակաս է, երբ նյութերը տեղաշարժվում են: Հաստության սենսորները աշխատում են իրական ժամանակում՝ կախված պահանջվողից՝ 300 Նյուտոնից մինչև 3000 Նյուտոն ճնշումը կարգավորելով, ինչը կանխում է նյութերի սահումը բարձր արագությամբ կտրելիս: Երբ ամեն ինչ այսպես համադրվում է, նյութերի պատրաստումը զգալիորեն կրճատվում է: Փոխարեն 45 ամբողջ րոպե սպասելու, այժմ մեծամասնությունը պատրաստ է 90 վայրկյանից պակաս ժամանակում:

Ավտոմատացման հիմնական առավելությունները մանրաթելային լազերային կտրման գործողություններում

Աշխատակազմի կախվածության կրճատում և բարձր ծավալային միջավայրերում աշխատանքային վայրի անվտանգության բարելավում

Ավտոմատացված մանրաթելային լազերային կտրող սարքերը կարող են կատարել մեծամասնություն խնդիրներին՝ առանց մարդկային միջամտության: Դրանք կարող են ինքնուրույն բեռնել նյութեր, ճիշտ դասավորել դրանք և տեսակավորել տարբեր մասեր՝ օգտագործելով ռոբոտային բազկեր, ինչպես նաև ծծող փողեր: Անցյալ տարվա արդյունաբերական զեկույցների համաձայն՝ այն ձեռնարկությունները, որոնք ներդրել են այս տեխնոլոգիան, մինչև 40% պակաս են կարիք ունեցել թերթեր ձեռքով տեղափոխելու, ինչը բնականաբար նվազեցրել է վնասվածքների քանակը, հատկապես այն տեղերում, որտեղ արտադրությունը մեծ ծավալներով է իրականացվում: Հետաքրքիր է նաև այն, ինչ հետևում է հետո. օպերատորները պարզապես չեն կորցնում իրենց աշխատանքը, այլ փոխարենը տեղափոխվում են հսկողության դերի: Այս փոխակերպումը նվազեցնում է աշխատանքի ծախսերը և հեշտացնում է անվտանգության կանոնների կատարումը, քանի որ նվազում է մարդկանց և սարքավորումների ուղղակի շփումը:

Կարճացված առաքման ժամանակահանդես և ավելի արագ առաքում՝ անընդհատ 24/7 աշխատանքի շնորհիվ

Երկակի փոխանակման սեղանները և ավտոմատ նյութի ֆիդերները թույլ են տալիս անընդհատ արտադրական ցիկլեր, ինչը հնարավորություն է տալիս արտադրողներին պատվերները 20% ավելի արագ կատարել, քան ձեռքով կառավարվող համակարգերի դեպքում: Անընդհատ աշխատանքը վերացնում է հերթափոխների փոխարկման դադարները, ինչը ավտոմատացված սարքավորումները դարձնում է իդեալական այն արդյունաբերությունների համար, որոնք պահանջում են ժամանակին առաքում՝ ինչպես օրինակ ավտոմոբիլային և ավիատիզմային ոլորտներում:

Երկարաժամկետ ծախսերի կրճատում՝ նվազեցված դադարներով, թափոններով և էներգիայի օգտագործմամբ

Ավտոմատացումը նվազեցնում է էներգախնայողությունը 30%-ով՝ օպտիմալացված լազերային հզորության մոդուլացիայի և անգործության ժամանակի կրճատման շնորհիվ: Կանխատեսող սպասարկման համակարգերը կանխում են անսպասելի դադարները՝ հայտնաբերելով մասերի մաշվածությունը դրանց ձախողմանից առաջ: Նյութի թափոնները նվազում են 2%-ից ցածր՝ ճշգրիտ տեղադրման ալգորիթմների շնորհիվ, ինչպես ցույց է տվել 2024 թ. «Մետաղակազմության արդյունավետության ուսումնասիրությունը»:

Բարելավված կտրման արդյունավետություն՝ իրական ժամանակում հսկողությամբ և հարմարվողական կառավարմամբ

Ժամանակակից համակարգերը ավտոմատ ճշգրտում են ֆոկուսային երկարությունը և գազի ճնշումը, երբ կտրման հաստությունը տատանվում է 0.5-30 մմ սահմաններում: Ինտեգրված սենսորները հետևում են կտրող գլխի ջերմաստիճանին և ճառագայթի որակին՝ պահպանելով ±0,01 մմ ճշգրտություն 10,000-ից ավել ցիկլերի ընթացքում: Այս փակ կառավարման համակարգը թույլ է տալիս 15 %-ով լավ նյութի օգտագործում, քան ձեռքով կատարված կարգավորումները:

Մանրաթել լազերային կտրման սարքերի ինտեգրումը ամբողջական գործարանային ավտոմատացման մեջ

Հասնել անընդհատ CNC ինտեգրմանը վերևուստ և ներքևուստ սարքավորումների հետ

Այսօրվա թելային լազերային կտրող սարքերը հիանալի աշխատում են ինչպես նախապես նրանց առջև գտնվող նյութերի պահեստավորման հատվածների, այնպես էլ հետևում տրվող վերջնամշակման համակարգերի հետ՝ շնորհիվ բարդ թվային ծրագրավորվող կառավարման (CNC) տեխնոլոգիայի: Երբ այս լազերային կտրիչները միացված են ռոբոտային բազուկներին, փոխադրողական ժապավեններին և ստուգման սարքավորումներին, գործարանները կարող են հրաժարվել այդ ձանձրալի ձեռքով փոխանցումներից արտադրության տարբեր փուլերի միջև: Ի՞նչ արդյունք: Լրիվ ավտոմատացված համակարգ, որն անհանգստացնում է մարդկային սխալների քանակը: Ըստ 2023 թվականի արդյունաբերական տվյալների՝ Machine Tool Analytics-ից, այս տեսակի կազմակերպումը իրականում նվազեցնում է մարդկային սխալները մոտ 32%-ով՝ համեմատած հին կիսաավտոմատ մեթոդների հետ: Բացի այդ, օպերատորները ստանում են իրական ժամանակում կառավարման հնարավորություն կտրման պարամետրերի նկատմամբ, երբ նյութերը շարժվում են համակարգի միջով, ինքնաբերաբար ճշգրտելով հաստության տատանումների կամ գծի այլ հատվածներում հնարավոր խցանումների համար:

Լազերային համակարգերի միացում MES, ERP և ծրագրային платформներին՝ ամբողջական աշխատանքային գործընթացի կառավարման համար

Երբ մանրաթելային լազերային կտրող սարքերը միացվում են արտադրության կատարման համակարգերի (MES) և ձեռնարկության ռեսուրսների պլանավորման (ERP) ծրագրաշարին, դրանք դադարում են լինել ուղղակի առանձին սարքավորումներ և փոխարենը սկսում են արտադրել արժեքավոր արտադրական տվյալներ: Այս կապերը աշխատում են IoT սենսորների միջոցով, որոնք հետևում են կտրման արագությանը, էներգիայի օգտագործմանը և գործիքների մաշվածությանը: Բոլոր այս տեղեկությունները փոխանցվում են կենտրոնական վահանակներին, որտեղ օգնում են կանխատեսել սպասարկման անհրաժեշտությունը՝ անսարքություններից առաջ: Համաձայն ավտոմատացման ինժեներական ամսագրի՝ անցյալ տարվանից, այս տեսակի կազմակերպումը կարող է կրճատել անսպասելի սարքավորումների կանգները մոտ 41%: Մեկ այլ մեծ առավելություն բխում է մեքենայական ուսուցման ալգորիթմներից, որոնք վերլուծում են նախորդ աշխատանքների տվյալները՝ նյութերի վրա մասերի դասավորման լավագույն եղանակները գտնելու համար: Հատկապես թերթային մետաղի համար ընկերությունները տեսել են իրենց նյութի օգտագործման բարելավում 6-ից 9 տոկոսի սահմաններում՝ շնորհիս այս ավտոմատացված դասավորությունների օպտիմալացման:

Ուսումնասիրություն. Առաջատար արտադրողի համակարգը ինտեգրված է պահեստային տրանսպորտային և արտադրական պլանավորման հետ

Վերջերս ավտոմոբիլային մասերի մեկ խոշոր արտադրող կարողացել է ամբողջությամբ կառավարել աշխատանքը օրվա 24 ժամը լազերային կտրող մեքենաների միջոցով, որոնք միացված էին ավտոմատացված պահեստներին և իրական ժամանակում մասերի հաջորդականություն որոշող համակարգերին: Երբ մետաղական թերթերը հասնում են բեռնման գոտուն՝ շարքերով դասավորված նյութերին կցված RFID պիտակները ավտոմատ կերպով ակտիվացնում են լազերային կտրումը: Արդյունքում ստացված մասերը անմիջապես փոխանցվում են ռոբոտային հավաքակցման գծերին՝ առանց որևէ ձեռքով միջամտության: Ինչպես նշված է նախորդ տարվա Smart Factory Report-ում, այս կազմակերպումը կրճատել է մշակման ժամանակը մոտ երեք քառորդով և գրեթե վերացրել տրանսպորտային սխալները: Բարդ արտադրանքների համադրությամբ ընկերությունների համար այսպիսի խիստ ինտեգրված ավտոմատացված կազմակերպումները ակնհայտորեն առաջարկում են զգալի ներդրումների վերադարձ, համեմատած ավանդական արտադրական մոտեցումների հետ:

Կատարողականի չափում. Ավտոմատացված մանրաթելային լազերային կտրման արդյունավետության աճ

Շահագործման արագություն և գործառնական արդյունավետություն ավտոմատ սնուցման պայմաններում

Ավտոմատ նյութի սնուցման համակարգերը մանրաթել լազերային կտրման սարքերում 30-50% ավելացնում են մշակման արագությունը ձեռքով կատարվող գործողությունների համեմատ: Իրական ժամանակում ադապտիվ կառավարումը կարգաբերում է կտրման պարամետրերը՝ պահպանելով 6,8 մ/րոպեի առավելագույն արագությունը, նույնիսկ բարդ երկրաչափական ձևերի դեպքում, իսկ բախման հայտնաբերման սենսորները կանխում են կանգները սխալ դասավորված թերթերի պատճառով:

Տվյալների համեմատություն՝ Ձեռքով կատարվող և Ավտոմատ բեռնաթափման/բեռնման համակարգերի արդյունավետություն

Այս արդյունաբերական չափանիշները ցույց են տալիս, թե ինչպես է ավտոմատ բեռնումը վերացնում մարդկային չափման սխալները և արագացնում ցիկլային ժամանակը:

Գործարկման ժամանակի բարելավում 65%-ից մինչև 90%-ից ավել ավտոմատացման միջոցով

Անընդհատ սնուցման մեխանիզմները և երկկողմանի փոխանակման սեղանները 72% կրճատում են կտրման չօգտագործվող ժամանակը՝ հնարավորություն ընձեռելով 24/7 արտադրության, իսկ կանխատեսող սպասարկման ալգորիթմները նվազագույնի են հասցնում անսպասելի կանգները՝ հասնելով 92% գործարկման ժամանակի ավտոմոբիլային մասերի մեծ ծավալով արտադրության միջավայրում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչո՞ւ է մանրաթելային լազերային կտրումը ավելի նպաստավոր, քան CO2 լազերների կիրառումը:

Մանրաթելային լազերային կտրող սարքերը գնահատական առումով ավելի արագ են և էներգախնայող, քան CO2 լազերները. օգտագործում են 40% պակաս էներգիա և ապահովում են եռապատիկ կտրման արագություն:

Ինչպե՞ս է ավտոմատացումը բարելավում մանրաթելային լազերային կտրման գործընթացը:

Ավտոմատացումը ապահովում է ճշգրտություն և հաստատականություն, կրճատում է թափոն նյութերի քանակը, նվազագույնի է հասցնում մարդկային սխալները և աջակցում է անընդհատ արտադրությանը՝ օգտագործելով մեխանիզմներ, ինչպիսիք են կրկնակի փոխանակման սեղանները և ավտոմատ սնուցման համակարգերը:

Ո՞ր դերն են խաղում CNC-ն ու ռոբոտները ժամանակակից լազերային կտրման գործընթացներում:

Ճշգրիտ լազերային կտրումն ապահովելու համար CNC-ն ու ռոբոտները կարևոր նշանակություն ունեն: Դրանք ավտոմատացնում են մշակման, լիցքավորման և կտրման գործընթացները՝ թույլ տալով ավելի բարձր արտադրողականություն և սխալների նվազում:

Ինչպե՞ս են ավտոմատացված մանրաթելային լազերային համակարգերը նպաստում ծախսերի կրճատմանը:

Այդ համակարգերը նվազեցնում են աշխատակազմի ծախսերը, նվազագույնի են հասցնում էներգանյութի օգտագործումը, կանխում են նյութի կորուստը և նվազեցնում են կանգները՝ կանխատեսվող սպասարկման և արդյունավետության բարելավման շնորհիվ: