I sistemi di produzione flessibili al lavoro, con torri di materiale collegate a uno o più laser o altre macchine da taglio, sono una sinfonia di automazione della movimentazione dei materiali. Il materiale scorre dalla scatola della torre al letto di taglio laser. Il taglio inizia quando il foglio tagliato dal precedente appare il lavoro.
La doppia forca solleva e rimuove i fogli delle parti tagliate e le trasporta per lo smistamento automatico. Nelle configurazioni all'avanguardia, l'automazione mobile - veicoli a guida automatica (AGV) o robot mobili autonomi (AMR) - recupera le parti e le sposta in curva.
Vai in un'altra parte della fabbrica e non vedrai la sinfonia sincronizzata dell'automazione. Vedrai invece una squadra di lavoratori alle prese con un male necessario che i fabbricanti di metallo conoscono fin troppo bene: i resti di lamiera.
Bradley McBain non è estraneo a questo enigma. In qualità di amministratore delegato di MBA Engineering Systems, McBain è il rappresentante nel Regno Unito di Remmert (e di altri marchi di macchine), un'azienda tedesca che produce apparecchiature per l'automazione del taglio della lamiera indipendenti dal marchio della macchina. (Remmert vende direttamente negli Stati Uniti) Un sistema multitorre può servire più laser cutter, punzonatrici o persino taglierine al plasma.
Nel frattempo, McBain ha lavorato con i produttori nel Regno Unito per smaltire i residui. Di tanto in tanto potrebbe vedere un'operazione che organizza con cura i resti, immagazzinandoli verticalmente per un facile accesso. Queste operazioni altamente miste mirano a ottenere ciò che possono dal materiale che hanno. Non è una cattiva strategia in un mondo di prezzi dei materiali elevati e catene di approvvigionamento incerte. Con il monitoraggio del resto nel software di nesting e la capacità dell'operatore laser di "collegare" alcune parti sul controllo del taglio laser, programmando il taglio sul resto non è un processo scoraggiante.
Detto questo, l'operatore deve comunque maneggiare fisicamente i fogli rimanenti. Questa non è una cosa a luci spente e incustodita. Per questo motivo e per altri, McBain vede molti produttori adottare un approccio diverso. Poiché i residui sono troppo costosi da gestire, i programmatori di taglio utilizzare parti di riempimento per riempire i nidi e ottenere rese di materiale elevate. Naturalmente, ciò creerebbe un WIP (work-in-progress), che non è l'ideale. In alcune operazioni, non è improbabile che sia necessario un WIP aggiuntivo. Per questo motivo, molte operazioni di taglio inviano semplicemente i resti al mucchio di rottami e si occupano solo di rese di materiale non ideali.
"I resti o le cianfrusaglie spesso vanno sprecate", ha detto. "In alcuni casi, se hai un grosso residuo dopo il taglio, viene raccolto a mano e messo su una griglia per un uso successivo".
"Nel mondo di oggi, questo non ha senso né ecologico né economico", ha dichiarato Stephan Remmert, proprietario e amministratore delegato di Remmert, in un comunicato di settembre.
Tuttavia, non deve essere così.McBain ha descritto l'ultima versione della piattaforma di automazione LaserFLEX di Remmert, che utilizza la tecnologia di gestione automatizzata dei residui.Dopo che la parte è stata scaricata, il resto non viene gettato via, ma restituito alla cartuccia del sistema di stoccaggio .
Come spiega McBain, per mantenere un funzionamento affidabile, il sistema residuo è in grado di gestire quadrati e rettangoli piccoli fino a 20 x 20 pollici. Più piccolo di così, e non può rimettere i resti nella custodia. dogleg o altre forme irregolari, né può manipolare segmenti di maglie sciolte di uno scheletro vuoto.
Il sistema di controllo centrale del sistema Remmert guida la gestione e la logistica della lamiera residua. Un sistema integrato di gestione del magazzino gestisce l'inventario totale, compresi i materiali in eccedenza.
"Molti laser ora hanno sequenze di taglio distruttive e di taglio del materiale", ha affermato McBain. "Questa è una caratteristica abbastanza comune della maggior parte dei produttori di [laser cutter]".
Il nido viene tagliato al laser, quindi viene eseguita una sequenza di distruzione dello scheletro sulla parte che sporge dal residuo in modo che la parte rimanente sia un quadrato o un rettangolo. I fogli vengono quindi trasportati allo smistamento delle parti. Le parti vengono estratte, impilate e il resto restituito alla scatola di immagazzinaggio designata.
Alle cassette di sistema possono essere assegnati ruoli diversi in base alle esigenze dell'operazione. Alcuni nastri possono essere dedicati al trasporto di materiale non tagliato, altri possono essere impilati su materiale non tagliato con resti e altri ancora possono fungere da buffer dedicati a contenere i resti fino al il prossimo lavoro che lo richiede arriva.
Se la domanda attuale richiede carta con una grande quantità di residuo, questa operazione può allocare più vassoi come buffer. Questa azione può ridurre il numero di scatole buffer se il job mix viene modificato in meno nest con residuo. In alternativa, il residuo può essere immagazzinato sopra la materia prima. Il sistema è progettato per immagazzinare una pagina in eccedenza per vassoio, sia che tale vassoio sia designato come buffer o che contenga una pagina in eccedenza sopra l'intero foglio.
"L'operatore deve scegliere se conservare [il residuo] sopra la materia prima o in un'altra cassetta", spiega McBain. accedi allo stock di fogli completo... Ogni volta che il residuo viene restituito [allo stoccaggio], il sistema aggiorna le dimensioni e la posizione del foglio, quindi il programmatore può controllare l'inventario per il lavoro successivo.
Con la giusta strategia di programmazione e stoccaggio del materiale, il sistema può aggiungere flessibilità di automazione alla gestione del materiale residuo. Si consideri un'operazione con un mix di prodotti elevato che abbia un reparto per la produzione di grandi volumi e un reparto separato per i piccoli volumi e la prototipazione.
Quell'area a basso volume si basa ancora su una gestione degli scarti manuale ma organizzata, scaffali che immagazzinano la carta verticalmente, con identificatori univoci e persino codici a barre per ogni scarto. I nidi rimanenti possono essere programmati in anticipo o (se i controlli lo consentono) le parti possono essere inserite direttamente in controlli della macchina, con l'operatore che utilizza un'interfaccia touch drag-and-drop.
Nel campo della produzione, l'automazione flessibile mostra tutto il suo potenziale.I programmatori allocano le scatole tampone e regolano l'utilizzo delle scatole in base al mix di lavoro.Taglia la carta per conservare gli avanzi rettangolari o quadrati, che vengono poi immagazzinati automaticamente per i lavori successivi.Poiché il materiale residuo viene gestito automaticamente , i programmatori possono nidificare liberamente tenendo presente il massimo utilizzo del materiale, senza la necessità di produrre parti di riempimento. Quasi tutte le parti vengono inviate direttamente al processo successivo, sia in una pressa piegatrice, pressa piegatrice, piegatrice, stazione di saldatura o altrove.
La parte automatizzata dell'operazione non impiegherà molti addetti alla movimentazione dei materiali, ma i pochi lavoratori che ha sono più che semplici pulsanti. Impareranno nuove strategie di micro-etichettatura, forse collegando insieme gruppi di piccole parti in modo che i raccoglitori possano selezionarli tutti in una volta. I programmatori devono gestire la larghezza del taglio ed eseguire sequenze strategiche di distruzione dello scheletro negli angoli stretti in modo che l'automazione dell'estrazione delle parti funzioni senza intoppi. Conoscono anche l'importanza della pulizia delle lamelle e della manutenzione generale. L'ultima cosa che volevano era per il automazione a fermarsi perché un foglio di lamiera è stato inavvertitamente saldato al cumulo di scorie sulle doghe dentate sottostanti.
Con tutti che giocano la loro parte, la sinfonia del movimento del materiale inizia, in sintonia. Il reparto di taglio automatizzato del produttore diventa una fonte affidabile di flusso di parti, producendo sempre il prodotto desiderato al momento giusto, per la massima resa del materiale anche in ambienti con un'elevata miscela di prodotti.
La maggior parte delle operazioni non ha ancora raggiunto questo livello di automazione. Tuttavia, le innovazioni nella gestione delle scorte residue possono avvicinare il taglio della lamiera a questo ideale.
Tim Heston, Senior Editor presso The FABRICATOR, si occupa dell'industria della fabbricazione dei metalli dal 1998, iniziando la sua carriera con Welding Magazine dell'American Welding Society. È entrato a far parte dello staff di The FABRICATOR nell'ottobre 2007.
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Tempo di pubblicazione: 17 febbraio 2022