เวลาอ่านโดยประมาณ: 9 นาที

ด้วยการปรับพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสม การปรับรูทีนย่อย และการเพิ่มเครื่องมือช่วย ทำให้คุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตของเครื่องตัดเลเซอร์ในการแปรรูปแผ่นบางได้รับการปรับปรุง

เครื่องตัดเลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้ในการแปรรูปชิ้นส่วนโลหะแผ่นและผลิตภัณฑ์แผ่นขนาดกลางและหนา ข้อดีของมันคือการใช้งานที่หลากหลายและความแม่นยำในการประมวลผลสูง โลหะและอโลหะที่มีวัสดุและความหนาต่างกันสามารถแปรรูปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการแปรรูปส่วนโค้ง และมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กของชิ้นส่วนรูปทรงพิเศษ เนื่องจากสินทรัพย์ถาวรของเครื่องตัดเลเซอร์มีมูลค่าสูง การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพการประมวลผลของการประมวลผลด้วยเลเซอร์และการลดต้นทุนการผลิตระหว่างการใช้งานจึงเป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญที่ต้องแก้ไขในสถานที่ทำงาน

ชิ้นส่วนตัดด้วยเลเซอร์ที่บริษัททำการผลิตสำหรับบริษัทสนับสนุนแผ่นรถยนต์มืออาชีพ เป็นวัสดุสำหรับประตูรถยนต์ ชิ้นส่วนถูกตัดด้วยเลเซอร์ก่อนแล้วจึงเชื่อมด้วยแผ่นความแข็งแรงสูงที่มีความหนาต่างกัน จากนั้นเจาะและขึ้นรูปเพื่อให้ได้ ไม่เพียงแต่จะลดน้ำหนักของส่วนประกอบ ปรับปรุงอัตราการใช้วัสดุ แต่ยังตอบสนอง ความต้องการของความแข็งแรงในท้องถิ่นของส่วนประกอบ

ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับชิ้นส่วนตัดด้วยเลเซอร์

ผลผลิตรายเดือนของชิ้นนี้อยู่ที่ประมาณ 4000 ชิ้น ระยะเวลาในการจัดส่งสั้น และต้องมีความแม่นยำในการประมวลผลผลิตภัณฑ์สูง ดังแสดงในรูปที่ 1

• ขนาดของชิ้นตัดมีขนาดใหญ่กว่า 0.65 มม. × 1730 มม. × 910 มม. ความหนาของแผ่นบางและเปลี่ยนรูปได้ง่าย

• หลังจากตัด ความตรง a ต้องอยู่ภายใน 0.05 มม. และเสี้ยน b ต้องอยู่ภายใน 0.03 มม.
• หลังจากตัดแล้ว เส้นทแยงมุม c ต้องอยู่ภายใน 1.0 มม. และความเรียบ d ต้องอยู่ภายใน 1.0 มม.
• ความสมมาตร e หลังการตัดต้องอยู่ภายใน 0.5 มม.

เนื่องจากความซับซ้อนของ ตัดด้วยเลเซอร์ อุปกรณ์เครื่องจักร โดยเฉพาะส่วนควบคุมและตั้งโปรแกรม ชิ้นส่วนที่นำเข้ามาใช้ คู่มือการใช้งานภาษาจีนนั้นง่ายเกินไปที่จะเขียน และไม่มีคำแนะนำสำหรับการเรียกและแก้ไขรูทีนย่อยที่เกี่ยวข้อง มีหลายอย่างในการทำงานเริ่มต้นของเครื่องตัดเลเซอร์ ด้านต่างๆ จะต้องมีการสำรวจและทำความคุ้นเคยในทางปฏิบัติ

จากการทดลองตัดตัวอย่าง สถิติของข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์แสดงในรูปที่ 2 จากสถิติของการตัดทดลอง จะเห็นได้ว่าชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเลเซอร์มีคุณภาพต่ำ สัดส่วนของครีบจะสูงที่สุด รองลงมาคือ ความสมมาตร และ นอกจากนี้ยังมีปัญหาประสิทธิภาพการผลิตผลิตภัณฑ์ต่ำ

การวิเคราะห์เหตุผล

1. เนื่องจากเครื่องตัดเลเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ซื้อมาใหม่ หากคุณต้องการประมวลผลผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง คุณต้องคุ้นเคยกับการปรับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง และคุณต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องมือกลและประสบการณ์การใช้งานที่ยาวนาน สาเหตุหลักที่ส่งผลต่อการตัดครีบคือการตั้งค่าการโฟกัสด้วยเลเซอร์ที่ไม่เหมาะสม การปรับกำลังแสงเลเซอร์ที่ไม่เหมาะสม การปรับความเร็วตัดที่ไม่เหมาะสม การปรับแรงดันแก๊สที่ไม่เหมาะสม
2. เนื่องจากความยาวและความกว้างของวัสดุคือ 1730 มม. × 910 มม. และความยาวมีข้อผิดพลาด 7 มม. จึงเป็นเรื่องยากที่จะรับประกันความถูกต้องของความสมมาตร e หลังการตัด และส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตของการประมวลผลด้วยเลเซอร์
3. ในคู่มือนี้ แก๊สตัดที่ใช้สำหรับตัดวัสดุต่างๆ จะแตกต่างกัน สำหรับการตัดเหล็กกล้าคาร์บอน จะใช้ออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงและไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับการตัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็กกล้าไร้สนิม วัสดุที่จะตัดคือ SPT83BQ (เกรดเหล็กญี่ปุ่น) ซึ่งเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนความแข็งแรงสูงที่มีชั้นป้องกันสนิมโลหะผสมสังกะสีบนพื้นผิว ออกซิเจนบริสุทธิ์ถูกใช้เป็นแก๊สตัดระหว่างการตัดแบบทดลอง ส่งผลให้เกิดก้อนเนื้อร้ายแรงที่ส่วนตัด
4. เครื่องตัดเลเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ ซึ่งมีข้อกำหนดบางประการสำหรับฝุ่นและการสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมในสถานที่ทำงาน เนื่องจากปัจจุบันมีการติดตั้งเครื่องตัดเลเซอร์ในโรงงานศูนย์ปั๊ม ซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นที่ตัดเฉือนและพื้นที่ดำเนินการเชื่อมแบบโลดโผน ฝุ่นละอองในบริเวณการตัดเฉือนและควันระหว่างการเชื่อมแบบโลดโผนจึงรุนแรง และการสั่นสะเทือนของการตัดเฉือน เครื่องยังสูงกว่า ขนาดใหญ่จะมีผลกระทบบางอย่างต่อความแม่นยำในการประมวลผลของเครื่องตัดเลเซอร์
5. ความแม่นยำในเชิงมิติของการประมวลผลขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของหัวตัดเลเซอร์ในด้านหนึ่ง และในทางกลับกัน จำเป็นต้องขจัดข้อผิดพลาดของขนาดเคอร์ฟด้วยการเลือกจำนวนเงินชดเชยที่สอดคล้องกัน

จากการวิเคราะห์ข้างต้น สาเหตุหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพของการตัดด้วยเลเซอร์คือ การปรับพารามิเตอร์การตัดที่ไม่สมเหตุสมผล การเลือกก๊าซตัดเฉือนที่ไม่เหมาะสม การเลือกจำนวนเงินชดเชยที่ไม่เหมาะสมซึ่งสอดคล้องกับการตัดด้วยเลเซอร์

สาเหตุหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตการตัดคือความคลาดเคลื่อนด้านความยาวของวัสดุแผ่นและการเลือกเส้นทางการตัดที่ดีที่สุด

มาตรการแก้ไขและการดำเนินการปรับปรุงทางเทคนิค

มาตรการรับมือ 1: กำหนดพารามิเตอร์การตัดที่ดีที่สุด

1. กำหนดพารามิเตอร์ตำแหน่งของจุดโฟกัสเลเซอร์

โดยการดีบักและเปรียบเทียบคุณภาพการตัดแผ่นบางของจุดโฟกัสเลเซอร์ที่ตำแหน่งต่างๆ ที่มีความหนาของวัสดุ 0.65 มม. จะพิจารณาว่าคุณภาพของส่วนตัดจะดีที่สุดเมื่อจุดโฟกัสอยู่ที่กึ่งกลางของความหนาของแผ่น .

• กำหนดพารามิเตอร์ที่ตรงกันของกำลังเลเซอร์และความเร็วตัด

ผ่านการดีบักหลายครั้ง ความเร็วในการตัดจะเพิ่มขึ้นจากเดิม 3 เมตร/นาทีเป็น 5 เมตร/นาที และกำลังเลเซอร์ที่ตรงกันจะเพิ่มขึ้นเป็น 1200W ซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าคุณภาพหลังการตัดจะเป็นไปตามข้อกำหนด

• กำหนดพารามิเตอร์การจับคู่แรงดันแก๊ส

ที่ความเร็วตัด 5 ม./นาที ความเสถียรของแรงดันอากาศมีผลกระทบต่อครีบตัดมากกว่า และควรควบคุมช่วงความผันผวนของความดันอากาศสูงสุดภายใน (1.0±0.2) MPa เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพหลังการตัดเป็นไปตามข้อกำหนด .

มาตรการรับมือ 2: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุที่ใช้ตัดแผ่นบางเป็นก๊าซสำหรับตัดของแผ่นเหล็ก SPT83BQ

ตามคำแนะนำในการใช้งาน แก๊สตัดเฉือนเหล็กกล้าคาร์บอนใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ แต่ SPT83BQ เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนความแข็งแรงสูงที่มีชั้นป้องกันสนิมของโลหะผสมสังกะสีบนพื้นผิว เนื่องจากโลหะผสมสังกะสีมีจุดหลอมเหลวต่ำบนพื้นผิวของวัสดุ การเกิดออกซิเดชันและก้อนจึงมีความร้ายแรง หลังจากการทดสอบ ได้ตัดสินใจตัดด้วยไนโตรเจนบริสุทธิ์ 99.99% ตามโหมดการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม และครีบหลังการตัดสามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้

มาตรการรับมือ 3: กำหนดเส้นทางการตัดที่เหมาะสมที่สุด

เส้นทางการตัดเริ่มต้นของเครื่องแสดงในรูปที่ 3 โดยการปรับเปลี่ยนโปรแกรมด้วยตนเอง สามารถปรับเส้นทางการตัดได้ดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งช่วยประหยัดเวลาในการตัดได้มากกว่า 1 นาที

มาตรการรับมือ 4: ออกแบบและผลิตเครื่องมือกำหนดตำแหน่งอย่างรวดเร็ว

เพื่อให้แน่ใจว่าความต้องการสมมาตรหลังการตัดแผ่นบาง และเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ลดเวลาในการปรับเนื่องจากข้อผิดพลาดของความยาวของแผ่นงาน ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ออกแบบและผลิตเครื่องมือกำหนดตำแหน่งอย่างรวดเร็ว ดังแสดงในรูปที่ 5

การตรวจสอบผลการดำเนินการ

หลังจากดำเนินการตามมาตรการแล้ว ระบบจะนับคุณภาพของชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเลเซอร์หลังจากการผลิตต่อเนื่อง 2,000 ชิ้น ดังแสดงในตารางที่ 1

เมื่อพิจารณาจากสถิติข้างต้น อัตราการส่งผ่านของเสี้ยนในการตัดแบบแผ่นบางคือ 99.6% ซึ่งเป็นการปรับปรุงที่มากกว่าการผลิตทดลอง อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริงพบว่าก๊าซที่ใช้ในการผลิตเป็นไนโตรเจนบริสุทธิ์ 5.3 ลบ.ม./ขวด เมื่อไนโตรเจนแต่ละขวดใกล้จะหมดลง ผู้ปฏิบัติงานจะต้องปรับแรงดันอากาศในการตัดให้ทันเวลาเนื่องจากแรงดันอากาศลดลง มิฉะนั้น ครีบตัดจะใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากมีการบริโภคไนโตรเจนสูงเมื่อตัดด้วยไนโตรเจน จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนขวดไนโตรเจนทุกครั้งที่ตัดประมาณ 15 ชิ้น เวลาในการเปลี่ยนไนโตรเจนแต่ละขวดใช้เวลาประมาณ 7 นาที และใช้เวลา 49 นาทีในการเปลี่ยนอากาศทุกวัน ประสิทธิภาพการผลิตต่ำและไซต์งาน มีถังแก๊สซ้อนอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งใช้พื้นที่การผลิตอย่างจริงจัง

พัฒนามาตรการปรับปรุง

• เพื่อลดเวลาในการเปลี่ยนขวดและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต จึงตัดสินใจใช้ไนโตรเจนเหลว 120 กก./ถัง และไนโตรเจนเหลวแต่ละถังจะเท่ากับ 20 ขวดขนาด 5.3 ม.³/ขวดไนโตรเจนบริสุทธิ์
• เพื่อแก้ปัญหาไอซิ่งที่รุนแรงบนพื้นผิวของตัวถังในระหว่างการแปรสภาพเป็นแก๊สของไนโตรเจนเหลว ปริมาตรของแก๊สซิฟิเคชั่นไม่สามารถตามปริมาณการใช้แก๊สระหว่างการตัดได้ ให้พิจารณาเพิ่มชุดเครื่องทำไอระเหยและใช้ถังสองถัง ไนโตรเจนเหลว ควบคู่ไปกับความต้องการด้านการผลิต
• แก้ไขรูทีนย่อยในโปรแกรมการตัดและปิดวาล์วควบคุมไนโตรเจนระหว่างรอบเดินเบาเพื่อประหยัดการใช้ก๊าซ
• เสริมการตรวจสอบความดันถังแก๊ส และกำหนดว่าควรตรวจสอบแรงดันกระบอกสูบทุกๆ 100 ชิ้นตัด

ปรับปรุงผลการดำเนินการ

หลังจากใช้มาตรการปรับปรุง คุณภาพการตัดของชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเลเซอร์ค่อนข้างคงที่ ผลผลิตรายเดือนคงที่ที่ 4000-5000 ชิ้น และอัตราผ่านการตรวจสอบขั้นสุดท้ายถึง 99.9% เนื่องจากไนโตรเจนเหลวใช้ถังขนาดใหญ่แทนขวดเล็กไนโตรเจน ไนโตรเจนเหลวขนาดใหญ่แต่ละถังสามารถตัดได้ประมาณ 300 ชิ้น ในขณะที่ไนโตรเจนบริสุทธิ์ขวดเล็กสามารถตัดได้ 15 ชิ้นเท่านั้น และแต่ละชิ้นสามารถประหยัดเงินได้ประมาณ 0 เหรียญสหรัฐฯ 5 ของไนโตรเจน นอกจากนี้ เนื่องจากการปรับเปลี่ยนโปรแกรมย่อยการควบคุมเชิงตัวเลข การใช้ไนโตรเจนเมื่อปิดรอบเดินเบาสามารถประหยัดได้ 0.02 เหรียญสหรัฐต่อชิ้น ความถี่ในการเปลี่ยนก๊าซก็ลดลงจาก 7 ครั้งต่อวันเป็น 1 ครั้งทุกๆ 2 วัน ซึ่งจะช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตได้ 1,500 เหรียญสหรัฐต่อปี

ขายเครื่องตัดเลเซอร์