Stanovenie cien len na základe času rezania laserom môže viesť k výrobným objednávkam, ale môže byť aj stratovou operáciou, najmä ak sú marže výrobcu plechov nízke.
Pokiaľ ide o dodávky v priemysle obrábacích strojov, zvyčajne hovoríme o produktivite obrábacích strojov. Ako rýchlo dusík reže oceľ s hrúbkou pol palca? Ako dlho trvá prepichovanie? Aká je rýchlosť zrýchlenia? Urobme si časovú štúdiu a pozrime sa, ako vyzerá čas realizácie! Aj keď sú to skvelé východiskové body, sú to naozaj premenné, ktoré musíme zvážiť pri premýšľaní o vzorci úspechu?
Prevádzková dostupnosť je základom pre vybudovanie dobrého laserového podnikania, ale musíme myslieť na viac než len na to, ako dlho trvá skrátenie práce. Ponuka založená výlučne na skrátení času vám môže zlomiť srdce, najmä ak je zisk malý.
Aby sme odhalili akékoľvek potenciálne skryté náklady pri rezaní laserom, musíme sa pozrieť na využitie práce, prevádzkyschopnosť stroja, konzistentnosť v dodacej lehote a kvalite dielov, akékoľvek potenciálne prepracovanie a spotrebu materiálu. Vo všeobecnosti sa náklady na diely delia do troch kategórií: náklady na zariadenia, náklady na pracovnú silu (napríklad nakúpené materiály alebo použitý pomocný plyn) a práca. Na základe toho možno náklady rozdeliť na podrobnejšie prvky (pozri obrázok 1).
Keď vypočítame náklady na prácu alebo náklady na súčiastku, všetky položky na obrázku 1 budú súčasťou celkových nákladov. Situácia sa trochu komplikuje, keď náklady zaúčtujeme v jednom stĺpci bez toho, aby sme správne zohľadnili vplyv na náklady v inom stĺpci.
Myšlienka maximálneho využitia materiálov možno nikoho neinšpiruje, ale musíme zvážiť jej výhody oproti iným faktorom. Pri výpočte ceny dielu zistíme, že vo väčšine prípadov materiál tvorí najväčšiu časť.
Aby sme z materiálu vyťažili maximum, môžeme implementovať stratégie, ako je kolineárne rezanie (CLC). CLC šetrí materiál a čas rezania, pretože jedným rezom sa súčasne vytvoria dva okraje dielu. Táto technika má však určité obmedzenia. Je veľmi závislá od geometrie. V každom prípade je potrebné malé diely, ktoré sú náchylné na prevrátenie, spojiť, aby sa zabezpečila stabilita procesu, a niekto musí tieto diely rozobrať a prípadne ich odhrotovať. Pridáva to čas a prácu, ktoré nie sú zadarmo.
Oddeľovanie dielov je obzvlášť náročné pri práci s hrubšími materiálmi a technológia laserového rezania pomáha vytvárať „nano“ štítky s hrúbkou väčšou ako polovica hrúbky rezu. Ich vytvorenie neovplyvňuje čas spracovania, pretože nosníky zostávajú v reze; po vytvorení záložiek nie je potrebné opätovne vkladať materiály (pozri obr. 2). Takéto metódy fungujú iba na určitých strojoch. Toto je však len jeden príklad nedávneho pokroku, ktorý sa už neobmedzuje len na spomaľovanie.
CLC je opäť veľmi závislá od geometrie, takže vo väčšine prípadov sa snažíme skôr zmenšiť šírku siete v hniezde, než ju úplne odstrániť. Sieť sa zmenšuje. To je v poriadku, ale čo ak sa diel nakloní a spôsobí kolíziu? Výrobcovia obrábacích strojov ponúkajú rôzne riešenia, ale jedným z prístupov dostupných pre každého je pridanie odsadenia trysky.
Trendom posledných rokov je znižovanie vzdialenosti medzi tryskou a obrobkom. Dôvod je jednoduchý: vláknové lasery sú rýchle a veľké vláknové lasery sú naozaj rýchle. Významné zvýšenie produktivity si vyžaduje súčasné zvýšenie prietoku dusíka. Výkonné vláknové lasery odparujú a tavia kov vo vnútri rezu oveľa rýchlejšie ako CO2 lasery.
Namiesto spomalenia stroja (čo by bolo kontraproduktívne) upravíme trysku tak, aby sa prispôsobila obrobku. To zvyšuje prietok pomocného plynu cez zárez bez zvýšenia tlaku. Znie to ako víťaz, až na to, že laser sa stále pohybuje veľmi rýchlo a náklon sa stáva väčším problémom.
Obrázok 1. Tri kľúčové oblasti, ktoré ovplyvňujú cenu dielu: vybavenie, prevádzkové náklady (vrátane použitých materiálov a pomocného plynu) a práca. Tieto tri faktory budú zodpovedné za časť celkových nákladov.
Ak má váš program mimoriadne ťažkosti s otáčaním obrobku, má zmysel zvoliť techniku rezania, ktorá používa väčšie odsadenie trysky. Či má táto stratégia zmysel, závisí od aplikácie. Musíme vyvážiť potrebu stability programu so zvýšením spotreby pomocného plynu, ktoré prichádza so zvyšujúcim sa posunutím trysky.
Ďalšou možnosťou, ako zabrániť prevráteniu častí, je zničenie hlavice, vytvorené manuálne alebo automaticky pomocou softvéru. A tu opäť stojíme pred voľbou. Operácie zničenia sekcie hlavice zlepšujú spoľahlivosť procesu, ale tiež zvyšujú náklady na spotrebný materiál a spomaľujú programy.
Najlogickejším spôsobom, ako sa rozhodnúť, či použiť deštrukciu slimákmi, je zvážiť zhodenie detailov. Ak je to možné a nedokážeme bezpečne naprogramovať, aby sme sa vyhli potenciálnej kolízii, máme niekoľko možností. Môžeme časti upevniť mikrozápadkami alebo odrezať kusy kovu a nechať ich bezpečne padať.
Ak je problémový profil celý detail samotný, potom naozaj nemáme inú možnosť, musíme ho označiť. Ak problém súvisí s vnútorným profilom, potom je potrebné porovnať čas a náklady na opravu a rozbitie kovového bloku.
Teraz sa otázka stáva cenou. Sťažuje pridanie mikroznačiek vybratie súčiastky alebo bloku z hniezda? Ak zničíme hlavicu, predĺžime prevádzkový čas laseru. Je lacnejšie pridať ďalšiu prácu na oddelenie súčiastok alebo je lacnejšie pridať pracovný čas k hodinovej sadzbe stroja? Vzhľadom na vysoký hodinový výkon stroja to pravdepodobne závisí od toho, koľko kusov treba narezať na malé, bezpečné kúsky.
Práca je obrovským nákladovým faktorom a je dôležité ju riadiť pri snahe konkurovať na trhu s nízkymi nákladmi na pracovnú silu. Rezanie laserom si vyžaduje prácu spojenú s počiatočným programovaním (hoci náklady sa pri následných objednávkach znižujú), ako aj prácu spojenú s obsluhou stroja. Čím sú stroje automatizovanejšie, tým menej môžeme získať z hodinovej mzdy operátora lasera.
„Automatizácia“ v laserovom rezaní sa zvyčajne vzťahuje na spracovanie a triedenie materiálov, ale moderné lasery majú aj oveľa viac typov automatizácie. Moderné stroje sú vybavené automatickou výmenou trysiek, aktívnou kontrolou kvality rezu a reguláciou rýchlosti posuvu. Je to investícia, ale výsledná úspora práce môže náklady ospravedlniť.
Hodinová platba laserových strojov závisí od produktivity. Predstavte si stroj, ktorý dokáže v jednej zmene urobiť to, čo predtým trvalo dve zmeny. V tomto prípade môže prechod z dvoch zmien na jednu zdvojnásobiť hodinový výkon stroja. Keďže každý stroj vyprodukuje viac, znižujeme počet strojov potrebných na vykonanie rovnakého množstva práce. Znížením počtu laserov na polovicu znížime náklady na pracovnú silu na polovicu.
Tieto úspory samozrejme pôjdu dolu vodou, ak sa ukáže, že naše zariadenie nie je spoľahlivé. Rôzne technológie spracovania pomáhajú udržiavať hladký priebeh laserového rezania vrátane monitorovania stavu stroja, automatických kontrol trysiek a senzorov okolitého svetla, ktoré detekujú nečistoty na ochrannom skle rezacej hlavy. Dnes môžeme využiť inteligenciu moderných rozhraní strojov na zobrazenie toho, koľko času zostáva do ďalšej opravy.
Všetky tieto funkcie pomáhajú automatizovať niektoré aspekty údržby strojov. Či už vlastníme stroje s týmito schopnosťami, alebo ich udržiavame staromódnym spôsobom (tvrdá práca a pozitívny prístup), musíme zabezpečiť, aby sa úlohy údržby vykonávali efektívne a včas.
Obrázok 2. Pokroky v laserovom rezaní sa stále zameriavajú na celkový obraz, nielen na rýchlosť rezania. Napríklad táto metóda nanobondingu (spojenie dvoch obrobkov rezaných pozdĺž spoločnej čiary) uľahčuje oddeľovanie hrubších častí.
Dôvod je jednoduchý: stroje musia byť v špičkovom prevádzkovom stave, aby sa udržala vysoká celková efektivita zariadení (OEE): dostupnosť x produktivita x kvalita. Alebo, ako to uvádza webová stránka oee.com: „[OEE] definuje percento skutočne efektívneho výrobného času. OEE 100 % znamená 100 % kvalitu (iba kvalitné diely), 100 % výkon (najrýchlejší výkon) a 100 % dostupnosť (žiadne prestoje).“ Dosiahnutie 100 % OEE je vo väčšine prípadov nemožné. Priemyselný štandard sa blíži k 60 %, hoci typická OEE sa líši v závislosti od aplikácie, počtu strojov a zložitosti prevádzky. V každom prípade je excelentnosť v OEE ideálom, o ktorý sa oplatí usilovať.
Predstavte si, že dostaneme cenovú ponuku na 25 000 dielov od veľkého a známeho klienta. Zabezpečenie hladkého priebehu tejto práce môže mať významný vplyv na budúci rast našej spoločnosti. Ponúkneme teda 100 000 dolárov a klient ponuku prijme. To je dobrá správa. Zlou správou je, že naše ziskové marže sú malé. Preto musíme zabezpečiť čo najvyššiu úroveň OEE. Aby sme zarobili peniaze, musíme sa čo najviac snažiť zvýšiť modrú plochu a znížiť oranžovú plochu na obrázku 3.
Keď sú marže nízke, akékoľvek prekvapenia môžu podkopať alebo dokonca úplne zničiť zisky. Zničí mi zlé naprogramovanie trysku? Znečistí mi zlý rezací kalober bezpečnostné sklo? Mám neplánovaný výpadok a musel som prerušiť výrobu kvôli preventívnej údržbe. Ako to ovplyvní výrobu?
Zlé programovanie alebo údržba môžu spôsobiť nižšiu očakávanú rýchlosť posuvu (a rýchlosť posuvu použitú na výpočet celkového času spracovania). To znižuje OEE a zvyšuje celkový výrobný čas – a to aj bez nutnosti prerušenia výroby kvôli úprave parametrov stroja. Rozlúčte sa s dostupnosťou automobilov.
Tiež, sú diely, ktoré vyrábame, skutočne posielané zákazníkom, alebo sú niektoré diely vyhodené do koša? Nízke skóre kvality vo výpočtoch OEE môže naozaj uškodiť.
Náklady na laserové rezanie sa posudzujú oveľa podrobnejšie ako len fakturácia za priamy čas laserového rezania. Dnešné obrábacie stroje ponúkajú mnoho možností, ktoré pomáhajú výrobcom dosiahnuť vysokú úroveň transparentnosti, ktorú potrebujú na udržanie si konkurencieschopnosti. Aby sme zostali ziskoví, stačí poznať a pochopiť všetky skryté náklady, ktoré platíme pri predaji widgetov.
Obrázok 3 Najmä keď používame veľmi tenké okraje, musíme minimalizovať oranžovú a maximalizovať modrú.
FABRICATOR je popredný časopis o tvárnení a obrábaní kovov v Severnej Amerike. Časopis publikuje novinky, technické články a prípadové štúdie, ktoré umožňujú výrobcom vykonávať svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR slúži tomuto odvetviu od roku 1970.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k platforme The FABRICATOR, ktorý vám poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii plný digitálny prístup k časopisu Tubing Magazine, ktorý vám poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k časopisu The Fabricator en Español, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Kevin Cartwright sa vydal veľmi netradičnou cestou, aby sa stal inštruktorom zvárania. Multimediálny umelec s dlhoročnými skúsenosťami v Detroite…
Čas uverejnenia: 7. septembra 2023