レーザー切断時間のみに基づいて価格を設定すると、生産注文が発生する可能性がありますが、特に板金メーカーのマージンが低い場合には、損失が発生する可能性もあります。
工作機械業界での供給に関しては、通常、工作機械の生産性について話します。窒素はどのくらいの速さで鋼を0.5インチ切断しますか?ピアスの穴あけにはどれくらい時間がかかりますか？加速率？時間調査を行って、実行時間がどのようになるかを見てみましょう。これらは優れた出発点ではありますが、成功の方程式を考えるときに本当に考慮する必要がある変数なのでしょうか?
稼働時間は優れたレーザー ビジネスを構築するための基本ですが、作業を削減するためにどれくらいの時間がかかるかだけではなく、それ以上のことを考える必要があります。時間の短縮だけを目的としたオファーは、特に利益が少ない場合には、心が折れる可能性があります。
レーザー切断における潜在的な隠れたコストを明らかにするには、労働力の使用量、機械の稼働時間、リードタイムと部品の品質の一貫性、潜在的な手戻りと材料の使用量を検討する必要があります。一般に、部品コストは、設備コスト、人件費 (購入した材料や使用した補助ガスなど)、および人件費の 3 つのカテゴリに分類されます。ここから、コストをより詳細な要素に分類できます (図 1 を参照)。
人件費や部品のコストを計算する場合、図 1 のすべての項目が総コストの一部になります。別の列のコストへの影響を適切に考慮せずに、ある列でコストを考慮すると、状況が少し混乱します。
素材を最大限に活用するという考えは誰にもインスピレーションを与えないかもしれませんが、その利点を他の考慮事項と比較検討する必要があります。部品のコストを計算すると、ほとんどの場合、材料が最も大きな部分を占めることがわかります。
素材を最大限に活用するために、共線切断 (CLC) などの戦略を実装できます。CLC では、1 回のカットで部品の 2 つのエッジが同時に作成されるため、材料と切断時間を節約できます。ただし、この手法にはいくつかの制限があります。それはジオメトリに大きく依存します。いずれにせよ、プロセスの安定性を確保するために、転倒しやすい小さな部品を組み立てる必要があり、誰かがこれらの部品を分解し、場合によってはバリ取りをする必要があります。タダでは得られない時間と労力が追加されます。
厚い材料を扱う場合、部品の分離は特に困難ですが、レーザー切断技術は、切断部分の厚さの半分以上の厚さの「ナノ」ラベルを作成するのに役立ちます。ビームはカット内に残るため、ビームを作成しても実行時間には影響しません。タブ作成後は、素材を再入力する必要はありません（図2参照）。このようなメソッドは特定のマシンでのみ機能します。ただし、これは、もはや物事の速度低下にとどまらない最近の進歩の一例にすぎません。
繰り返しになりますが、CLC はジオメトリに大きく依存するため、ほとんどの場合、ネスト内のウェブの幅を完全に消すのではなく、縮小することを検討します。ネットワークは縮小しています。これは問題ありませんが、部品が傾いて衝突が発生した場合はどうなるでしょうか。工作機械メーカーはさまざまなソリューションを提供していますが、誰もが利用できるアプローチの 1 つは、ノズル オフセットを追加することです。
ここ数年の傾向は、ノズルからワークピースまでの距離を短くすることです。理由は簡単です。ファイバー レーザーは高速であり、大型ファイバー レーザーは非常に高速です。生産性を大幅に向上するには、同時に窒素流量を増加する必要があります。強力なファイバーレーザーは、CO2 レーザーよりもはるかに速く、切断内の金属を蒸発させて溶かします。
機械の速度を落とすのではなく（逆効果です）、ワークに合わせてノズルを調整します。これにより、圧力を上昇させることなく、ノッチを通る補助ガスの流量が増加します。勝者のように聞こえますが、レーザーは依然として非常に高速で移動しており、傾きがより問題になります。
図 1. 部品のコストに影響を与える 3 つの主要な領域: 設備、運用コスト (使用する材料と補助ガスを含む)、および人件費。この3名が総費用の一部を負担します。
プログラムでパーツの反転が特に難しい場合は、より大きなノズル オフセットを使用する切断技術を選択するのが合理的です。この戦略が意味があるかどうかは、アプリケーションによって異なります。プログラムの安定性の必要性と、ノズル変位の増加に伴う補助ガス消費量の増加とのバランスを取る必要があります。
部品の転倒を防ぐもう 1 つのオプションは、ソフトウェアを使用して手動または自動で作成される弾頭の破壊です。そしてここでも私たちは選択を迫られます。セクションヘッダーの破棄操作はプロセスの信頼性を向上させますが、消耗品のコストも増加し、プログラムの速度も低下します。
スラッグ破壊を使用するかどうかを決定する最も論理的な方法は、詳細の削除を検討することです。これが可能であっても、潜在的な衝突を回避するように安全にプログラムできない場合には、いくつかの選択肢があります。マイクロラッチで部品を固定したり、金属片を切り落として安全に落下させることができます。
問題のプロファイルが詳細そのものである場合、他に選択肢はなく、それをマークする必要があります。問題が内部プロファイルに関連している場合は、金属ブロックの修理と破損にかかる時間とコストを比較する必要があります。
さて、問題はコストになります。マイクロタグを追加すると、ネストからパーツやブロックを抽出するのが難しくなりますか?弾頭を破壊すれば、レーザーの発射時間を延長することができます。部品を分離するために余分な労働力を追加する方が安いのでしょうか、それとも機械の時給に労働時間を追加する方が安いのでしょうか?この機械の時間当たりの生産量が高いことを考えると、おそらく、どれだけの部分を小さく安全な部分に切断する必要があるかということになります。
人件費は大きなコスト要因であり、低人件費市場で競争しようとする場合には、人件費を管理することが重要です。レーザー切断には、機械の操作に関連する労力だけでなく、最初のプログラミングに関連する労力も必要です (ただし、その後の再注文ではコストが削減されます)。機械の自動化が進むほど、レーザーオペレーターの時給から得られるものは少なくなります。
レーザー切断における「自動化」は通常、材料の加工と選別を指しますが、最新のレーザーにはさらに多くの種類の自動化機能もあります。最新の機械には、自動ノズル交換、アクティブな切断品質制御、および送り速度制御が装備されています。これは投資ではありますが、結果として生じる労働力の節約により、コストが正当化される可能性があります。
レーザー加工機の時給は生産性によって決まります。これまで 2 シフトかかっていた作業を 1 シフトで実行できる機械を想像してみてください。この場合、2 シフトから 1 シフトに切り替えると、機械の時間当たりの生産量が 2 倍になります。各マシンがより多くの生産物を生産するため、同じ量の作業を実行するために必要なマシンの数が減ります。レーザーの数を半分にすれば、人件費も半分になります。
もちろん、機器の信頼性が低いことが判明した場合、これらの節約は無駄になってしまいます。機械の状態監視、自動ノズルチェック、カッターヘッドの保護ガラスの汚れを検出する環境光センサーなど、さまざまな加工技術がレーザー切断のスムーズな実行をサポートします。現在、最新のマシン インターフェイスのインテリジェンスを使用して、次の修理までの残り時間を表示できます。
これらの機能はすべて、マシンのメンテナンスの一部を自動化するのに役立ちます。これらの機能を備えた機械を所有している場合でも、昔ながらの方法 (勤勉で積極的な姿勢) で機器を保守している場合でも、保守作業が効率的かつ時間どおりに完了するようにする必要があります。
図 2. レーザー切断の進歩は、切断速度だけではなく、依然として全体像に焦点を当てています。たとえば、このナノボンディング方法 (共通の線に沿って切断された 2 つのワークピースを接続する) により、より厚い部品の分離が容易になります。
理由は簡単です。可用性 x 生産性 x 品質といった総合設備効率 (OEE) を高く維持するには、機械が最高の稼働状態にある必要があるからです。または、oee.com Web サイトには次のように記載されています。「[OEE] は、真に有効な製造時間の割合を定義します。100% の OEE は、100% の品質 (高品質の部品のみ)、100% のパフォーマンス (最速のパフォーマンス) を意味します。）および 100% の可用性（ダウンタイムなし）。」ほとんどの場合、100% の OEE を達成することは不可能です。一般的な OEE はアプリケーション、マシンの数、操作の複雑さによって異なりますが、業界標準は 60% に近づいています。いずれにせよ、OEE の卓越性は努力する価値のある理想です。
大規模で有名なクライアントから 25,000 個の部品の見積リクエストを受け取ったと想像してください。この作業を確実に円滑に進めることは、当社の将来の成長に大きな影響を与える可能性があります。そこで私たちは 100,000 ドルを提示し、クライアントは受け入れました。これは良い知らせです。悪いニュースは、当社の利益率が低いことです。したがって、可能な限り最高レベルの OEE を確保する必要があります。お金を稼ぐためには、図 3 の青色の領域を増やし、オレンジ色の領域を減らすように最善を尽くす必要があります。
利益率が低い場合、何らかの予期せぬ出来事が利益を損ない、さらには利益を無効にする可能性があります。プログラミングが悪いとノズルが壊れてしまいますか?不良カットゲージは安全ガラスを汚染しますか?計画外のダウンタイムが発生し、予防メンテナンスのために生産を中断しなければなりませんでした。これは生産にどのような影響を及ぼしますか?
プログラミングやメンテナンスが不十分だと、予想される送り速度 (および合計処理時間の計算に使用される送り速度) が低下する可能性があります。これにより、機械パラメータを調整するために生産を中断する必要がなくても、OEE が削減され、全体の生産時間が増加します。車の空き状況に別れを告げましょう。
また、私たちが作った部品は実際に顧客に送られているのでしょうか、それとも一部の部品はゴミ箱に捨てられているのでしょうか？OEE 計算の品質スコアが低いと、大きな損害を被る可能性があります。
レーザー切断の製造コストは、単にレーザー時間に対して直接請求するよりもはるかに詳細に考慮されます。今日の工作機械は、メーカーが競争力を維持するために必要な高いレベルの透明性を達成できるようにするための多くのオプションを提供しています。収益を維持するには、ウィジェットの販売時に支払う隠れたコストをすべて知り、理解する必要があります。
画像 3 特に非常に薄いマージンを使用する場合は、オレンジを最小化し、青を最大化する必要があります。
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投稿時間: 2023 年 9 月 7 日