Stanovení ceny založené pouze na čase laserového řezání může vést k výrobním zakázkám, ale může být také ztrátovým provozem, zejména pokud jsou marže výrobce plechů nízké.
Když se mluví o dodávkách v průmyslu obráběcích strojů, obvykle mluvíme o produktivitě obráběcích strojů. Jak rychle dusík řeže ocel o tloušťce půl palce? Jak dlouho trvá prořezávání? Jaká je rychlost zrychlení? Pojďme provést časovou studii a podívat se, jak vypadá doba provedení! I když jsou to skvělé výchozí body, jsou to skutečně proměnné, které musíme zvážit, když přemýšlíme o vzorci úspěchu?
Doba provozuschopnosti je zásadní pro vybudování dobrého laserového byznysu, ale musíme myslet na víc než jen na to, jak dlouho trvá zkrácení práce. Nabídka založená pouze na zkrácení času vám může zlomit srdce, zvláště pokud je zisk malý.
Abychom odhalili jakékoli potenciální skryté náklady při laserovém řezání, musíme se zaměřit na využití práce, provozuschopnost stroje, konzistenci v dodací lhůtě a kvalitě dílů, případné přepracování a spotřebu materiálu. Obecně se náklady na díly dělí do tří kategorií: náklady na zařízení, náklady na práci (například na zakoupené materiály nebo použitý pomocný plyn) a práce. Odtud lze náklady rozdělit na podrobnější prvky (viz obrázek 1).
Když vypočítáváme náklady na práci nebo náklady na díl, všechny položky na obrázku 1 budou součástí celkových nákladů. Věci se trochu komplikují, když započítáváme náklady v jednom sloupci, aniž bychom řádně zohlednili dopad na náklady v jiném sloupci.
Myšlenka co největšího využití materiálů možná nikoho nenadchne, ale musíme zvážit její výhody oproti dalším faktorům. Při výpočtu ceny dílu zjistíme, že ve většině případů tvoří materiál největší část.
Abychom z materiálu vytěžili maximum, můžeme implementovat strategie, jako je kolineární řezání (CLC). CLC šetří materiál a čas řezání, protože jedním řezem se vytvoří dva okraje dílu současně. Tato technika má však určitá omezení. Je velmi závislá na geometrii. V každém případě je nutné malé díly, které jsou náchylné k převrácení, spojit dohromady, aby byla zajištěna stabilita procesu, a někdo musí tyto díly rozebrat a případně je odhrotovat. To přidává čas a práci, které nejsou zadarmo.
Oddělování dílů je obzvláště obtížné při práci s tlustšími materiály a technologie laserového řezání pomáhá vytvářet „nano“ štítky o tloušťce větší než polovina tloušťky řezu. Jejich vytvoření neovlivňuje dobu běhu, protože nosníky zůstávají v řezu; po vytvoření záložek není nutné znovu zavádět materiály (viz obr. 2). Takové metody fungují pouze na určitých strojích. Toto je však jen jeden příklad nedávného pokroku, který se již neomezuje pouze na zpomalování.
CLC je opět velmi závislý na geometrii, takže ve většině případů se snažíme zmenšit šířku pásnice v hnízdě, spíše než ji zcela zavrhnout. Síť se zmenšuje. To je v pořádku, ale co když se díl nakloní a způsobí kolizi? Výrobci obráběcích strojů nabízejí různá řešení, ale jedním z přístupů dostupných všem je přidání odsazení trysky.
Trendem posledních několika let je zkracování vzdálenosti mezi tryskou a obrobkem. Důvod je jednoduchý: vláknové lasery jsou rychlé a velké vláknové lasery jsou opravdu rychlé. Významné zvýšení produktivity vyžaduje současné zvýšení průtoku dusíku. Výkonné vláknové lasery odpařují a taví kov uvnitř řezu mnohem rychleji než CO2 lasery.
Místo zpomalování stroje (což by bylo kontraproduktivní) upravujeme trysku tak, aby odpovídala obrobku. Tím se zvýší průtok pomocného plynu zářezem, aniž by se zvýšil tlak. Zní to jako vítěz, až na to, že laser se stále pohybuje velmi rychle a náklon se stává větším problémem.
Obrázek 1. Tři klíčové oblasti, které ovlivňují cenu dílu: vybavení, provozní náklady (včetně použitých materiálů a pomocného plynu) a práce. Tyto tři faktory budou odpovídat za část celkových nákladů.
Pokud má váš program obzvláštní potíže s otáčením součásti, má smysl zvolit techniku řezání, která používá větší odsazení trysky. Zda má tato strategie smysl, závisí na aplikaci. Musíme vyvážit potřebu stability programu se zvýšením spotřeby pomocného plynu, které souvisí se zvyšujícím se posunutím trysky.
Další možností, jak zabránit převrácení součástí, je zničení hlavice, vytvořené ručně nebo automaticky pomocí softwaru. A zde opět stojíme před volbou. Operace zničení záhlaví sekcí zlepšují spolehlivost procesu, ale také zvyšují náklady na spotřební materiál a zpomalují programy.
Nejlogičtějším způsobem, jak se rozhodnout, zda použít destrukci pomocí slimáků, je zvážit shození detailů. Pokud je to možné a nemůžeme bezpečně naprogramovat tak, abychom se vyhnuli potenciální kolizi, máme několik možností. Můžeme díly upevnit mikrozápadkami nebo odříznout kusy kovu a nechat je bezpečně padat.
Pokud je problémový profil celý detail samotný, pak opravdu nemáme jinou možnost, musíme ho označit. Pokud se problém týká vnitřního profilu, pak je třeba porovnat čas a náklady na opravu a rozbití kovového bloku.
Nyní se otázka stává cenou. Ztěžuje přidání mikroštítků vyjmutí součásti nebo bloku z hnízda? Pokud zničíme hlavici, prodloužíme dobu chodu laseru. Je levnější přidat další práci na oddělení součástek, nebo je levnější přidat pracovní dobu k hodinové sazbě stroje? Vzhledem k vysokému hodinovému výkonu stroje se pravděpodobně jedná o to, kolik kusů je třeba nařezat na malé, bezpečné kousky.
Práce je obrovským nákladovým faktorem a je důležité ji řídit, pokud se snažíte konkurovat na trhu s nízkými náklady na pracovní sílu. Řezání laserem vyžaduje práci spojenou s počátečním programováním (ačkoli náklady se při následných objednávkách snižují) a také práci spojenou s obsluhou stroje. Čím automatizovanější jsou stroje, tím méně můžeme získat z hodinové mzdy operátora laseru.
„Automatizace“ v laserovém řezání se obvykle vztahuje ke zpracování a třídění materiálů, ale moderní lasery mají také mnohem více typů automatizace. Moderní stroje jsou vybaveny automatickou výměnou trysek, aktivní kontrolou kvality řezu a regulací rychlosti posuvu. Je to investice, ale výsledná úspora práce může náklady ospravedlnit.
Hodinová platba laserových strojů závisí na produktivitě. Představte si stroj, který zvládne v jedné směně to, co dříve trvalo dvě směny. V tomto případě může přechod ze dvou směn na jednu zdvojnásobit hodinový výkon stroje. S tím, jak každý stroj vyprodukuje více, snižujeme počet strojů potřebných k provedení stejného množství práce. Snížením počtu laserů na polovinu snížíme náklady na práci.
Tyto úspory samozřejmě přijdou vniveč, pokud se ukáže, že naše zařízení není spolehlivé. Různé technologie zpracování pomáhají udržovat hladký průběh laserového řezání, včetně monitorování stavu stroje, automatické kontroly trysek a senzorů okolního světla, které detekují nečistoty na ochranném skle řezací hlavy. Dnes můžeme využít inteligenci moderních rozhraní strojů k zobrazení, kolik času zbývá do další opravy.
Všechny tyto funkce pomáhají automatizovat některé aspekty údržby strojů. Ať už vlastníme stroje s těmito schopnostmi, nebo zařízení udržujeme postaru (tvrdou prací a pozitivním přístupem), musíme zajistit, aby úkoly údržby byly prováděny efektivně a včas.
Obrázek 2. Pokroky v laserovém řezání se stále zaměřují na celkový obraz, nejen na rychlost řezání. Například tato metoda nanobondingu (spojení dvou obrobků řezaných podél společné linie) usnadňuje oddělení silnějších dílů.
Důvod je jednoduchý: stroje musí být v perfektním provozním stavu, aby si udržely vysokou celkovou efektivitu zařízení (OEE): dostupnost x produktivita x kvalita. Nebo, jak uvádí web oee.com: „[OEE] definuje procento skutečně efektivního výrobního času. OEE 100 % znamená 100% kvalitu (pouze kvalitní díly), 100% výkon (nejrychlejší výkon) a 100% dostupnost (žádné prostoje).“ Dosažení 100% OEE je ve většině případů nemožné. Průmyslový standard se blíží 60 %, ačkoli typická OEE se liší v závislosti na aplikaci, počtu strojů a složitosti provozu. Ať tak či onak, excelence v OEE je ideál, o který stojí za to usilovat.
Představte si, že od velkého a známého klienta obdržíme poptávku na 25 000 dílů. Zajištění hladkého průběhu této práce může mít významný dopad na budoucí růst naší společnosti. Nabízíme tedy 100 000 dolarů a klient nabídku přijme. To je dobrá zpráva. Špatnou zprávou je, že naše ziskové marže jsou malé. Proto musíme zajistit co nejvyšší úroveň OEE. Abychom vydělali peníze, musíme se co nejvíce snažit zvětšit modrou plochu a zmenšit oranžovou plochu na obrázku 3.
Když jsou marže nízké, jakékoli překvapení může zisky podkopat nebo dokonce zrušit. Zničí špatné naprogramování mou trysku? Znečistí špatná měřicí měrka bezpečnostní sklo? Mám neplánovaný výpadek a musel jsem přerušit výrobu kvůli preventivní údržbě. Jak to ovlivní výrobu?
Špatné programování nebo údržba mohou způsobit nižší očekávanou rychlost posuvu (a rychlost posuvu použitou pro výpočet celkové doby zpracování). To snižuje OEE a prodlužuje celkový výrobní čas – a to i bez nutnosti přerušení výroby kvůli úpravě parametrů stroje. Rozlučte se s dostupností vozů.
A také, skutečně se námi vyrobené díly posílají k zákazníkům, nebo se některé díly vyhazují do koše? Špatné skóre kvality ve výpočtech OEE může opravdu uškodit.
Náklady na laserové řezání jsou posuzovány mnohem podrobněji než jen fakturace za přímý čas laserového obrábění. Dnešní obráběcí stroje nabízejí mnoho možností, které pomáhají výrobcům dosáhnout vysoké úrovně transparentnosti, kterou potřebují k udržení konkurenceschopnosti. Abychom si udrželi ziskovost, stačí znát a rozumět všem skrytým nákladům, které platíme při prodeji widgetů.
Obrázek 3 Zejména když používáme velmi tenké okraje, musíme minimalizovat oranžovou a maximalizovat modrou.
FABRICATOR je přední severoamerický časopis o tváření a obrábění kovů. Časopis publikuje novinky, technické články a případové studie, které výrobcům umožňují efektivněji vykonávat jejich práci. FABRICATOR slouží tomuto odvětví od roku 1970.
Nyní je k dispozici plný digitální přístup k webu The FABRICATOR, který vám poskytuje snadný přístup k cenným zdrojům z oboru.
Nyní je k dispozici plný digitální přístup k časopisu Tubing Magazine, který vám poskytuje snadný přístup k cenným zdrojům z oboru.
Nyní je k dispozici plný digitální přístup k časopisu The Fabricator en Español, který poskytuje snadný přístup k cenným zdrojům z oboru.
Myron Elkins se připojuje k podcastu The Maker, aby hovořil o své cestě z malého města k továrnímu svářeči…
Čas zveřejnění: 28. srpna 2023