Yüksek Hacimli Üretimde Otomatik Lazer Kesim

Kimsenin yüksek sesle söylemediği kısım

Hız kendi kendini satar.

Ancak bu filmin genellikle nasıl bittiğini bilmek için yeterince atölyede oturdum, yeterince kesim hücresinin yanında durdum ve yeni fiber lazerin “verimi düzelteceğine” yemin eden yeterince üretim müdürü dinledim: ışın hızlı, broşür temiz görünüyor, satış demosu pürüzsüz ve sonra tüm hat hurda iskeletlerine, kötü yuvalara, karışık parçalara, geç malzeme çağrılarına ve yetişemeyen kaynak istasyonlarına takılmaya başlıyor. Aynı hikaye.

Ve bu da atış, değil mi?

Ben açıkçası piyasanın bu takıntısının lazer kesim otomasyonu yarı haklı, yarı tiyatro. Evet, baskı gerçek. Deloitte, ABD imalat istihdamının Ocak 2024'te 13 milyona yaklaştığını, imalat işletmelerinin 2019'un 1. çeyreğinden 2023'ün 2. çeyreğine kadar 11%'den fazla büyüdüğünü ve imalat inşaat harcamalarının rekor seviyeye ulaştığını kaydetti $225 milyar Haziran 2020'den bu yana neredeyse üç katına çıktıktan sonra Ocak 2024'te. Bu tür bir genişleme, fabrikalar rahat olduğu ve tam kadro çalıştığı için gerçekleşmiyor. Herkes çabaladığı için gerçekleşiyor. Deloitte'un 2024 üretim analizine bakın.

Yani alıcılar aşağıdaki gibi terimlerle yumruk atıyor otomati̇k lazer kesi̇m, yüksek hacimli lazer kesimveya yüksek hacimli üretim için en iyi lazer kesim otomasyonu Çünkü onlar da her fabrikanın istediği şeyi istiyorlar: daha fazla üretim, daha az el, ikinci vardiyada daha az kaos ve iyi bir operatör hastalandığında daha az baş ağrısı. Yeterince adil. Ancak çirkin gerçek şu: makine nadiren gerçek darboğazdır. El değiştirmelerdir.

Lazer kesim otomasyonu bir fabrika katında gerçekte ne anlama gelir?

İnsanlar hakkında konuşuyor endüstri̇yel lazer kesi̇m otomasyonu sanki bir yazılım eklentisi eklemek gibi düzgün bir yükseltme. Ama değil. Bu bir yığın. Bir yükleme sistemi. Bir palet değiştirici. Belki bir kule. Belki bir robot. Belki parça ayırma. Belki dijital çizelgeleme. Belki de bunların hiçbiri ERP ile entegratörün söz verdiği şekilde konuşmuyor (ve evet, bu satış görevlilerinin kabul ettiğinden daha fazla oluyor).

Temiz versiyon alıcılar hayal ediyor

Ham sayfayı yüklüyorsunuz. Sistem kesiyor. Parçalar kendi kendine hareket eder.

Fabrikaların yaşadığı sürüm

Ama sonra gerçeklik çelik parmaklarla içeri giriyor.

Tedarikçiden çarpık bir levha gelir. Azot kullanımı belirgin bir neden olmaksızın yükselir. Birisi işi 3,0 mm için yerleştirdi ve zemindeki gerçek malzeme 2,8 mm'ye daha yakın. Tırnaklar çok sert tutuyor. Küçük parçalar devrilir. İskelet çekme bir güreş müsabakasına dönüşür. Boşaltma robotu yanlış yönü yakalar. Ardından aşağı akış kaynağı, “zaten yapılmış” olduğu varsayılan bir partiyi bekler.”

İşte bu yüzden fiber lazer kesim otomasyonu saf bir makine alımı olarak görüyorum. Ben buna, pahalı donanımın eklendiği bir akış kontrol sorunu gibi bakıyorum.

Ve bu sadece atölye homurdanmaları değil. Rockwell Automation'ın en son akıllı üretim rakamları gösteriyor ki 56% üreticilerin çoğu akıllı üretimin pilot uygulamalarını gerçekleştiriyor, 20% zaten büyük ölçekte kullanıyor ve 95% beş yıl içinde AI/ML, üretken AI veya nedensel AI'ya yatırım yaptı veya yatırım yapmayı planlıyor. Rockwell'in Akıllı Üretimin Durumu raporunu okuyun. Bu bana basit bir şey söylüyor: fabrikalar artık sadece daha hızlı ekipman satın almıyor. İşgücü, yazılım, çalışma süresi, programlama ve karar verme süreçlerini tek bir uygulanabilir sistemde bir araya getirmeye çalışıyorlar. Bu farklı bir hayvan.

ROI'nin gerçek olduğu ve insanların kendilerine yalan söylediği yer

İşte burası rahatsız edici bir hal alıyor.

Çünkü alıcılar ışın hızını severler. Kilowatt'ı severler. O seksi azami hız çizelgelerini severler. Rezonatör özellikleri üzerinde bir saat boyunca tartışırlar ve sonra boşaltma işçiliği, kalıntı işleme veya parçalar yanlış sırayla bir sonraki işleme girdiğinde ne olacağını düşünmek için belki iki dakika harcarlar. Bu ters.

Benim deneyimlerime göre, çoğu kazanç üreti̇mde lazer kesi̇m Kesim döngüsünden birkaç saniye daha kazanmanın peşinde koşmaktan kaynaklanmıyor. İşgücü dokunuşlarını kesmekten gelir. Daha az levha değişimi. Daha az forklift dolaşımı. Daha az karışık parti. Daha az yeniden etiketleme. Daha az operatör bebek bakıcılığı. Daha az “Bu parça nereye gitti?” saçmalığı.

Gerçek bir örnek mi? FANUC'un WKW Kuzey Amerika vaka çalışması. Bir Tier 1 otomotiv tedarikçisi olan WKW, tam otomatik bir robotik lazer kesim sistemi benimsedi ve Toplam üretim maliyetlerinde 50% azalma, yükleme/boşaltma ve taşıma için daha az operatör gerekir, hassasiyet ±50 µm, ve döngü süreleri kadar düşüktür. Parça başına 26 saniye, yukarıdaki çıktı ile 8 saatlik bir vardiyada 1.000 parça. Bu pazarlama palavrası değil. Parça ailesi tekrarlanabilir olduğunda ve hücre tasarımı yarım yamalak olmadığında otomasyon böyle görünür.

Yine de -işte benim önyargım- çok sayıda orta ölçekli imalatçının, arkasındaki disiplini kopyalamadan bu mantığı kopyaladığını düşünüyorum.

Lazer kafası “çok yavaş” olduğu için marj kaybetmiyorlar. Marj kaybediyorlar çünkü atölyeleri hala aşiret bilgisi, gevşek programlama, rastgele evreleme ve hangi yuvanın sallanabileceğini ve hangisinin hurda konfeti yığınına dönüşeceğini bilen deneyimli bir operatöre bağlı olan boşaltma rutinleri ile çalışıyor. Bu atölye gerçeği.

Genellikle kazançları en hızlı artıran şey

Bu masa basit görünüyor. Biliyorum. Ama fabrikalar her gün temel şeyleri görmezden geliyor ve sonra da makineyi suçluyorlar.

Yüksek hacimli üretim zayıf aktarımları affetmez

Darboğazlar hareket eder.

Alıcıların nefret ettiği kısım budur çünkü bu, fabrika hala marjı kaçırırken kesim hücresinin tam olarak yapmak için satıldığı şeyi yapabileceği anlamına gelir. Zayıf aşağı akışa sahip hızlı bir lazer, WIP oluşturmanın çok verimli bir yoludur.

İşte bu yüzden handoff disiplinine geri dönüyorum. TRUMPF, Mart 2024'te yaptığı açıklamada, lazerle boru kesiminin, özellikle büyük ve zor parçalar söz konusu olduğunda hala önemli ölçüde operatör müdahalesi gerektirdiğini belirterek, orta ve yüksek hacimli üretime yönelik 5000 ve 7000 serisi TruLaser Tube makinaları için otomatik bir boşaltma sistemini tanıttı. TRUMPF Tube 2024 duyurusunu okuyun.

Gözüme çarpan şey sadece konveyör değildi. Dijital aktarımdı. Çünkü asıl mücadele bu, değil mi? Sadece parçayı kesmek değil, doğru parçayı, doğru oryantasyonda, doğru zamanda, insan temizleme işi tasarrufları tüketmeden bir sonraki adıma geçirmek.

Yani evet, insanlar bana ne zaman otomati̇k üreti̇m lazer si̇stemleri̇, Hoşlarına gitse de gitmese de konuşmayı bitişik süreçlere sürüklüyorum. Hattınızdaki bir sonraki aşama birleştirme, onarım veya kesim sonrası rötuş içeriyorsa, aşağıdaki gibi ekipmanlar portati̇f el lazer kaynak si̇stemleri̇, CCD konumlandırmalı mini lazer kaynak makineleriveya kaynak öncesi ve işlem sonrası yüzey işleme için darbeli lazer temizleme ekipmanı birdenbire aynı verim konuşmasının bir parçası haline gelir. Operatörler hücreler arasında hareketliliğe ihtiyaç duyduğunda -gerçek tesisler, gerçek kısıtlamalar- ben de şunlara bakardım el arabası kasalı lazer temizleme makineleri.

Neden mi? Çünkü hiçbir müşteri sırf siz daha hızlı kesiyorsunuz diye fazladan ödeme yapmaz. Bitmiş parçalar, bitmiş montajlar, bitmiş sevkiyatlar için ödeme yaparlar. Büyük fark var.

Güvenlik ve uyumluluk konusu alıcılar tarafından hafife alınıyor

Bu kısım göz ardı ediliyor.

Genellikle bir şeyler ters gidene kadar.

Ancak otomatik kesim hücreleri sadece üretim araçları değildir. Bunlar üretim araçlarının etrafına sarılmış güvenlik sistemleridir. OSHA, lazer tehlikelerinin genel endüstri için özel standartlar kapsamında olduğunu belirtir ve teknik kılavuzu şunları söyler Sınıf IV lazerler doğrudan ve yaygin görüş koşullari altinda tehli̇keli̇di̇r, yangin ve ci̇lt tehli̇keleri̇ oluşturabi̇li̇r ve önemli̇ kontroller gerekti̇ri̇r. OSHA'nın lazer standartları sayfasını ve lazer tehlikeleri hakkındaki OSHA teknik kılavuzunu inceleyin.

Ve dürüst olmak gerekirse, yeterince alıcının bunu doğru fiyatlandırdığını düşünmüyorum.

Kaynak, soğutucu, otomasyon modülü, belki kule, belki de kurulum için bütçe ayırırlar. Sonra koruma, kilitlemeler, duman tahliyesi, yerleşim aralığı, SOP taslağı, eğitim ve kilitleme disiplini gerçek maliyet merkezleri olarak ortaya çıktığında şaşırmış gibi davranırlar. Ama bunlar “ekstra” değil. Bunlar sistemin bir parçası. Her zaman öyleydi.

İşte çirkin gerçek: Manuel atölyeler yüksek sesle başarısız olur. Otomatik atölyeler sessizce ve büyük ölçekte başarısız olabilir.

“Yüksek hacimli üretim için en iyi lazer kesim otomasyonunu” satın almadan önce soracaklarım”

Showroom soruları değil.

Gerçek olanları.

Önce bunlara sorun

Şu anda ham sacdan bitmiş montaja kadar parça başına kaç dokunuş var?

Mevcut işgücünün yüzde kaçı kesme işlemine karşı taşıma, ayırma, etiketleme, bekleme ve yeniden işleme için harcanıyor?

ERP, MES veya yerleştirme yazılımınız her vardiyada temiz iş verileri gönderebiliyor mu?

Hurda iskeletlere, karışık yuvalara, sıcak parçalara ve acil değişimlere ne olur?

Azot maliyeti gerçek çalışma döngüsüne göre mi yoksa satış-demo fantezi seviyelerine göre mi modelleniyor?

Aşağı akış kaynağı, temizlik ve denetim, kaos yaratmadan yeni çıktıyı absorbe edebilir mi?

Bu yanıtlar belirsizse, projeniz hazır değil demektir. Otomasyon kötü bir hamle olduğu için değil. Çünkü temel çizginiz bulanık ve bulanık temel çizgiler pahalı hatalara neden olur.

SSS

Otomatik lazer kesim her zaman en ucuz seçenek midir?

Otomatik lazer kesim her zaman en ucuz seçenek değildir çünkü sermaye maliyeti, yazılım entegrasyonu, gaz tüketimi, bakım, güvenlik kontrolleri ve aşağı akış darboğazları, parti boyutları dengesiz olduğunda veya parça yönlendirmesi kötü tasarlandığında işçilik tasarruflarından daha ağır basabilir.

Hayır, otomatik olarak değil. Bir teklifte harika görünen ve daha sonra üretim karışımı çok sık değiştiği, boşaltma mantığı zayıf olduğu veya aşağı akış operasyonları hacmi absorbe edemediği için yatırımı geri kazanmakta zorlanan hücreler gördüm.

Yeni darboğazlar yaratmadan üretimde lazer kesimi nasıl otomatikleştirirsiniz?

Üretimde lazer kesimi yeni darboğazlar yaratmadan otomatikleştirmek, kesim hızını malzeme hazırlama, boşaltma sıralama, kaynak, temizlik, denetim ve veri akışı ile dengelemeyi gerektirir, böylece sonraki her işlem lazer hücresinin yarattığı aynı takt oranını absorbe edebilir.

Bütün numara bu. Sadece daha hızlı kesim değil, dengeli akış. Kesme hücreniz çıktıyı iki katına çıkarıyor ancak kaynak hazırlığınız, çapak alma işleminiz veya denetiminiz hala manuel bir yamalı bohça gibi çalışıyorsa, sorunu çözmemişsiniz demektir. Yerini değiştirmişsinizdir.

Fiber lazer kesim otomasyon sistemleri, hacimli işler için CO2 tabanlı kurulumlardan daha mı iyidir?

Fiber lazer kesim otomasyon sistemleri hacimli metal imalatı için genellikle daha iyidir çünkü genellikle ince-orta kalınlıktaki birçok metalde daha hızlı işlemeyi, modern kontrollerle daha güçlü entegrasyonu ve tekrarlanabilirlik, çalışma süresi ve kesim hücresi çevresinde daha kolay otomasyona ihtiyaç duyan atölyelerde daha düşük çalışma sürtünmesini destekler.

Genellikle evet. Ancak “daha iyi” malzeme karışımına, kalınlık aralığına, kenar kalitesi beklentilerine, yardımcı gaz maliyetine ve üretim programının gerçekten ne kadar tekrarlı olduğuna bağlıdır. Bağlam, fanboy tartışmalarından daha önemlidir.

Bir sonraki hamleniz

Önce hayali satın almayın.

Önce akışı haritalayın-ham sac alımı, hazırlama, yerleştirme, yükleme, kirişleme zamanı, boşaltma, ayırma, kaynak, temizleme, inceleme, paketleme. Sonra para sızıntısını arayın. Güzel sızıntıyı değil. Gerçek olanı.

Çünkü en büyük kaybınız iş gücü dokunuşlarından, dengesiz akıştan ve elle taşımaya çok fazla bağımlı olmaktan kaynaklanıyorsa, o zaman lazer kesim otomasyonu tam olarak doğru hamle olabilir. Ancak daha büyük sorununuz çirkin iş verileri, kötü programlama, kötü parti kontrolü veya aşağı akıştaki tıkanma noktaları ise, daha hızlı bir kesim hücresi sizi kurtarmayacaktır. Sadece marjınız düşmeye devam ederken atölyenin meşgul görünmesini sağlar.

Kulağa açık sözlü gibi geliyor. Güzel.

Ve daha geniş bir metal işleme iş akışı oluşturuyorsanız, aşağıdakiler de dahil olmak üzere destekleyici süreçleri daha sonra değil, hemen şimdi gözden geçirin el lazer kaynak eki̇pmani, CCD kılavuzlu mini kaynak sistemlerive endüstri̇yel lazer temi̇zli̇k seçenekleri̇. Yüksek hacimli işlerde kazanan genellikle en gösterişli makineye sahip olan atölye değildir. Teslimlerin sıkıcı olduğu, takt'in gerçek olduğu ve kimsenin akşam 7:40“ta kahramanlık yaparak ”hattı kurtarmak" zorunda kalmadığı atölyedir.