Wycena oparta wyłącznie na czasie cięcia laserowego może skutkować zleceniami produkcyjnymi, ale może też być operacją przynoszącą straty, zwłaszcza gdy marże producenta blachy są niskie.
Jeśli chodzi o zaopatrzenie w branży obrabiarek, zwykle mówimy o wydajności obrabiarek. Jak szybko azot przecina stal o pół cala? Jak długo trwa przekłucie? Tempo przyspieszania? Zróbmy badanie czasu i zobaczmy jak wygląda czas realizacji! Chociaż są to świetne punkty wyjścia, czy naprawdę należy je brać pod uwagę, zastanawiając się nad przepisem na sukces?
Czas sprawności ma kluczowe znaczenie dla budowania dobrego biznesu związanego z laserami, ale musimy myśleć o czymś więcej niż tylko o tym, ile czasu zajmie ograniczenie pracy. Oferta oparta wyłącznie na skróceniu czasu może złamać serce, zwłaszcza jeśli zysk jest niewielki.
Aby odkryć potencjalne ukryte koszty cięcia laserowego, musimy przyjrzeć się zużyciu pracy, czasowi sprawności maszyny, spójności czasu realizacji i jakości części, wszelkim potencjalnym przeróbkom i zużyciu materiałów. Ogólnie rzecz biorąc, koszty części można podzielić na trzy kategorie: koszty sprzętu, koszty pracy (takie jak zakupione materiały lub zużyty gaz pomocniczy) i robocizna. Na tej podstawie koszty można podzielić na bardziej szczegółowe elementy (patrz rysunek 1).
Kiedy obliczamy koszt robocizny lub koszt części, wszystkie pozycje na rysunku 1 będą częścią całkowitego kosztu. Sytuacja staje się nieco skomplikowana, gdy uwzględnimy koszty w jednej kolumnie, nie uwzględniając odpowiednio wpływu na koszty w innej kolumnie.
Pomysł maksymalnego wykorzystania materiałów może nikogo nie inspirować, ale musimy rozważyć jego zalety w kontekście innych względów. Obliczając koszt części, okazuje się, że w większości przypadków materiał zajmuje największą część.
Aby maksymalnie wykorzystać materiał, możemy wdrożyć strategie takie jak cięcie współliniowe (CLC). CLC oszczędza materiał i czas cięcia, ponieważ podczas jednego cięcia powstają jednocześnie dwie krawędzie części. Ale ta technika ma pewne ograniczenia. To bardzo zależy od geometrii. W każdym razie małe części, które mogą się przewrócić, należy złożyć w całość, aby zapewnić stabilność procesu, a ktoś musi rozebrać te części i ewentualnie usunąć zadziory. Dodaje czasu i pracy, które nie są za darmo.
Rozdzielenie części jest szczególnie trudne przy pracy z grubszymi materiałami, a technologia cięcia laserowego pozwala na stworzenie etykiet „nano” o grubości przekraczającej połowę grubości cięcia. Ich utworzenie nie ma wpływu na czas wykonania, ponieważ belki pozostają w przekroju; po utworzeniu zakładek nie ma konieczności ponownego wprowadzania materiałów (patrz rys. 2). Takie metody działają tylko na niektórych komputerach. Jest to jednak tylko jeden przykład ostatnich postępów, które nie ograniczają się już do spowalniania procesów.
Ponownie, CLC jest bardzo zależne od geometrii, więc w większości przypadków staramy się zmniejszyć szerokość wstęgi w gnieździe, zamiast sprawić, że zniknie całkowicie. Sieć się kurczy. Wszystko w porządku, ale co się stanie, jeśli część przechyli się i spowoduje kolizję? Producenci obrabiarek oferują różne rozwiązania, ale jednym z rozwiązań dostępnych dla każdego jest dodanie przesunięcia dyszy.
Trendem ostatnich kilku lat jest zmniejszanie odległości dyszy od przedmiotu obrabianego. Powód jest prosty: lasery światłowodowe są szybkie, a duże lasery światłowodowe są naprawdę szybkie. Znaczący wzrost produktywności wymaga jednoczesnego zwiększenia przepływu azotu. Mocne lasery światłowodowe odparowują i topią metal wewnątrz cięcia znacznie szybciej niż lasery CO2.
Zamiast spowalniać maszynę (co przyniosłoby efekt przeciwny do zamierzonego), dopasowujemy dyszę do obrabianego przedmiotu. Zwiększa to przepływ gazu pomocniczego przez karb bez zwiększania ciśnienia. Brzmi jak zwycięzca, z tą różnicą, że laser wciąż porusza się bardzo szybko, a przechylenie staje się większym problemem.
Rysunek 1. Trzy kluczowe obszary wpływające na koszt części: sprzęt, koszty operacyjne (w tym użyte materiały i gaz pomocniczy) oraz robocizna. Ta trójka będzie odpowiedzialna za część całkowitych kosztów.
Jeżeli w Twoim programie występują szczególne trudności z odwracaniem części, warto wybrać technikę cięcia wykorzystującą większe przesunięcie dyszy. To, czy ta strategia ma sens, zależy od zastosowania. Musimy zrównoważyć potrzebę stabilności programu ze wzrostem zużycia gazu pomocniczego, który wiąże się ze wzrostem przemieszczenia dyszy.
Inną możliwością zapobiegania przechylaniu się części jest zniszczenie głowicy, tworzone ręcznie lub automatycznie za pomocą oprogramowania. I tu znów stajemy przed wyborem. Operacje niszczenia nagłówków sekcji poprawiają niezawodność procesu, ale także zwiększają koszty materiałów eksploatacyjnych i spowalniają programy.
Najbardziej logicznym sposobem podjęcia decyzji o zastosowaniu niszczenia ślimaków jest rozważenie usunięcia szczegółów. Jeśli jest to możliwe i nie możemy bezpiecznie zaprogramować, aby uniknąć potencjalnej kolizji, mamy kilka opcji. Części możemy spiąć za pomocą mikrozatrzasków lub odciąć kawałki metalu i pozwolić im bezpiecznie spaść.
Jeśli profilem problemu jest sam cały szczegół, to naprawdę nie mamy innego wyjścia, musimy to zaznaczyć. Jeśli problem dotyczy profilu wewnętrznego, należy porównać czas i koszt naprawy i zniszczenia metalowego bloku.
Teraz pytanie dotyczy kosztów. Czy dodanie mikrotagów utrudnia wyodrębnienie części lub bloku z gniazda? Jeśli zniszczymy głowicę, wydłużymy czas pracy lasera. Czy taniej jest dodać dodatkową siłę roboczą do oddzielnych części, czy też taniej jest dodać czas pracy do stawki godzinowej maszyny? Biorąc pod uwagę wysoką wydajność godzinową maszyny, prawdopodobnie sprowadza się to do tego, ile kawałków należy pociąć na małe, bezpieczne kawałki.
Praca jest ogromnym czynnikiem kosztowym i należy nim zarządzać, próbując konkurować na rynku niskich kosztów pracy. Cięcie laserowe wymaga pracy związanej ze wstępnym programowaniem (choć przy kolejnych zamówieniach koszty ulegają obniżeniu) oraz pracy związanej z obsługą maszyny. Im bardziej zautomatyzowane są maszyny, tym mniej możemy uzyskać ze stawki godzinowej operatora lasera.
„Automatyzacja” w cięciu laserowym zwykle odnosi się do obróbki i sortowania materiałów, ale nowoczesne lasery mają również znacznie więcej rodzajów automatyzacji. Nowoczesne maszyny wyposażone są w automatyczną wymianę dysz, aktywną kontrolę jakości cięcia i kontrolę posuwu. Jest to inwestycja, ale wynikające z niej oszczędności w pracy mogą uzasadniać koszt.
Stawka godzinowa maszyn laserowych zależy od produktywności. Wyobraź sobie maszynę, która może wykonać w ciągu jednej zmiany to, co wcześniej zajmowało dwie zmiany. W takim przypadku przejście z dwóch zmian na jedną może podwoić godzinową wydajność maszyny. Ponieważ każda maszyna produkuje więcej, zmniejszamy liczbę maszyn potrzebnych do wykonania tej samej ilości pracy. Zmniejszając o połowę liczbę laserów, obniżymy o połowę koszty pracy.
Oczywiście te oszczędności pójdą w błoto, jeśli nasz sprzęt okaże się zawodny. Różnorodne technologie przetwarzania pomagają w zapewnieniu płynnego cięcia laserowego, w tym monitorowanie stanu maszyny, automatyczna kontrola dysz i czujniki światła otoczenia, które wykrywają brud na szkle ochronnym głowicy tnącej. Dziś możemy wykorzystać inteligencję nowoczesnych interfejsów maszyn, aby pokazać, ile czasu pozostało do kolejnej naprawy.
Wszystkie te funkcje pomagają zautomatyzować niektóre aspekty konserwacji maszyny. Niezależnie od tego, czy posiadamy maszyny posiadające takie możliwości, czy też konserwujemy je w tradycyjny sposób (ciężka praca i pozytywne nastawienie), musimy zadbać o to, aby zadania konserwacyjne były wykonywane sprawnie i terminowo.
Rysunek 2. Postępy w cięciu laserowym nadal skupiają się na ogólnym obrazie, a nie tylko na szybkości cięcia. Na przykład ta metoda nanobondingu (łączenia dwóch przedmiotów ciętych wzdłuż wspólnej linii) ułatwia rozdzielenie grubszych części.
Powód jest prosty: maszyny muszą być w jak najlepszym stanie technicznym, aby utrzymać wysoką ogólną efektywność sprzętu (OEE): dostępność x produktywność x jakość. Lub, jak podaje witryna oee.com: „[OEE] określa procent naprawdę efektywnego czasu produkcji. OEE wynoszący 100% oznacza 100% jakości (tylko części wysokiej jakości), 100% wydajności (najszybsza wydajność). ) i 100% dostępności (bez przestojów).” W większości przypadków osiągnięcie 100% OEE jest niemożliwe. Standard branżowy zbliża się do 60%, chociaż typowy OEE różni się w zależności od zastosowania, liczby maszyn i złożoności operacji. Tak czy inaczej, doskonałość OEE jest ideałem, do którego warto dążyć.
Wyobraźmy sobie, że otrzymujemy zapytanie ofertowe na 25 000 części od dużego i znanego klienta. Zapewnienie sprawnego przebiegu tych prac może mieć istotny wpływ na przyszły rozwój naszej firmy. Oferujemy więc 100 000 dolarów, a klient się zgadza. To dobra wiadomość. Zła wiadomość jest taka, że nasze marże zysku są niewielkie. Dlatego musimy zadbać o jak najwyższy poziom OEE. Aby zarobić pieniądze, musimy zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby zwiększyć niebieski obszar i zmniejszyć pomarańczowy obszar na rysunku 3.
Gdy marże są niskie, wszelkie niespodzianki mogą podważyć lub nawet zniweczyć zyski. Czy złe programowanie zniszczy moją dyszę? Czy źle dobrany wskaźnik cięcia zanieczyści moje szkło bezpieczne? Mam nieplanowany przestój i musiałem przerwać produkcję w celu konserwacji zapobiegawczej. Jak wpłynie to na produkcję?
Złe programowanie lub konserwacja może spowodować, że oczekiwana prędkość posuwu (oraz prędkość posuwu używana do obliczenia całkowitego czasu przetwarzania) będzie mniejsza. Zmniejsza to OEE i zwiększa całkowity czas produkcji – nawet bez konieczności przerywania produkcji przez operatora w celu dostosowania parametrów maszyny. Pożegnaj dostępność samochodu.
Czy produkowane przez nas części rzeczywiście są wysyłane do klientów, czy też niektóre części trafiają do kosza na śmieci? Złe wyniki jakości w obliczeniach OEE mogą naprawdę zaszkodzić.
Koszty produkcji cięcia laserowego są rozważane znacznie bardziej szczegółowo niż tylko rozliczenie za bezpośredni czas pracy lasera. Dzisiejsze obrabiarki oferują wiele opcji, które pomagają producentom osiągnąć wysoki poziom przejrzystości niezbędny do utrzymania konkurencyjności. Aby zachować rentowność, wystarczy poznać i zrozumieć wszystkie ukryte koszty, jakie ponosimy sprzedając widgety.
Obraz 3 Szczególnie, gdy używamy bardzo cienkich marginesów, musimy zminimalizować kolor pomarańczowy i zmaksymalizować kolor niebieski.
FABRICATOR to wiodący magazyn o formowaniu i obróbce metali w Ameryce Północnej. Magazyn publikuje aktualności, artykuły techniczne i historie przypadków, które umożliwiają producentom wydajniejszą pracę. FABRICATOR obsługuje branżę od 1970 roku.
Dostępny jest teraz pełny cyfrowy dostęp do FABRICATOR, zapewniający łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Dostępny jest teraz pełny cyfrowy dostęp do Tubing Magazine, zapewniający łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Dostępny jest teraz pełny cyfrowy dostęp do The Fabricator en Español, zapewniający łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Myron Elkins dołącza do podcastu The Maker, aby opowiedzieć o swojej podróży z małego miasteczka do spawacza w fabryce…
Czas publikacji: 28 sierpnia 2023 r