شما هیچ جایی با سرعت نمی توانید بروید مگر…

شما هیچ جایی با سرعت نمی توانید بروید مگر…

تصور کنید: شما یک ماشین مسابقه دارید با سبک ترین وزن و پر سرعت ترین موتور، ولی به جای تایرهای مناسب شما چرخهای یکی از سبدهای خرید فروشگاهی را گرفته اید، در یک کلام، شما هیچ جایی با سرعت نمی توانید بروید!
همین مثال رابطه بین یک ماشین CNC و نرم افزار CAD/CAM که برنامه نویسی آن را انجام می دهد، نشان می دهد. نیاز به یک نرم افزار بطور جدی با رشد تکنولوژی تغییر کرده است. بنابراین در یک سیستم CAM به چه چیزی باید توجه کنید تا بتواند بازدهی ماشین شما را بهبود دهد و تولید را بهینه نماید؟

نگاهی به فرایند CAD/CAM :

سیستمهای CAM برای گرفتن نقشه قطعات (CAD) پردازش آنها و چیدن(nesting) آنها روی یک ورق یا رول ورق و تبدیل این چیدمان نهایی به مختصات ها و ماشینکاری هایی استفاده می شوند. برنامه CNC بدست آمده ، که ماشینکاری قطعه را روی ماشین بصورت دقیق و موثر رقم می زند، به ماشین ارسال می شود. این برنامه های CNC برای هر تکنولوژی و هر ماشین و هر کنترلری خاص هستند.
قبل از گرفتن یک برنامه CNC باید چندین گام برداشته شود.job تقریبا با مشخص کردن نقشه وهندسه اجزا قطعه شروع می شود که می تواند از نرم افزارهای نقشه کشی وارد شود و یا در محیط CAD طراحی شود.

 

ورودی های مختلف نرم افزار

زمانی که نقشه وارد سیستم شد یا طراحی گردید در اولین مرحله ، نرم افزار جهت تشخیص نقشه و مطمئن شدن نسبت به اینکه کانتور های باز و بسته کجا هستند و نهایتا تشخیص صحیح نقشه جهت اعمال پارامترها و ابزار های لازم به کار گرفته می شود و سپس ابزارها و اطلاعات برش باید به نقشه افزوده شود، بسته به اینکه چه سیستم CAM ای در اختیار دارید، می توان بصورت دستی، نیمه اتومکاتیک یا اتوماتیک این مرحله را انجام داد. این اطلاعات از ماشینی به ماشین دیگر متفاوت است و بستگی به تکنولوژی هر ماشینی دارد.

محیط CAD طراحی نقشه یا کار کردن بر روی نقشه

 

اعمال پارامترهای ساخت و برش بر روی قطعات

 

زمانیکه تمامی اطلاعات ساخت روی اجزا نقشه پیاده شد، قدم بعدی چیدمان کردن این قطعات روی یک ورق یا رول می باشد. یک چیدمان می تواند از قطعات یکسان یا کاملا متفاوت تشکیل شده باشد که می توانند بصورت مستطیلی یا فرم ازاد چیده شده باشند.
چیدمان بصورت مستطیلی هر قطعه ای را بصورتی که انگار در یک مستطیل محصور شده است، چیدمان می کند، بنابراین در صورتی که از قطعات بی شکل استفاده کرده اید، پرت بسیاری می تواند داشته باشد.
چیدمان با فرم آزاد بهترین چیدمان را بر اساس مرزهای واقعی قطعه ارایه می دهد و از پرت شدن مواد جلوگیری می کند.
بسته به سطح اتوماسیون نرم افزار قابل استفاده، قرار گرفتن قطعات می تواتند بصورت دستی، اتوماتیک یا ترکیبی از هر دو باشد. چیدمان دستی قطعات غیر همسان معمولا با drag & drop کردن انجام می شود، با در نظر گرفتن اینکه شما مهارت هم دارید باز هم این روش می تواند به پرت زیادی از ورق منجر شود، در هر صورت این روش بسیار وقت گیراست. چیدمان پویا با استفاده از روش اتوماتیک منجر به استفاده حداکثری از ورق و نیز کاهش زمان چیدمان و برنامه گرفتن می گردد.

محیط چیدمان، ابزار های مختلف چیدمان اتوماتیک و دستی

پس از چیدمان کردن ورق و اعمال پارامترهای برش( در پانچ با ابزارگذاری) و انتخاب روش ماشینکاری، به ماشینکاری پرداخته می شود و در پایان با استفاده از ابزارهای مختلف جهت اعمال برخی تغییرات و نیز اعمال بهینه سازی ها می توان با توجه به محدودیتهای تولیدی روش ماشین کاری را تغییر داد. در این مرحله با استفاده از عملیات سیمولیشن می توانیم ماشینکاری را تست کرده و نسبت به تایید یا تغییر آن اقدام نماییم.

زمانی که سیمولیشن تایید شد، یک برنامه CNC می تواند تولید شود. یک مدول خاص در سیستم CAM وظیفه تولید این برنامه را بر عهده دارد. این مدول اطلاعات ماشینکاری ذخیره شده در سیستم را برای یک چیدمان مشخص می گیرد و آن را به یک برنامه CNC با ساختار مورد نظر ماشین مربوطه تبدیل می کند. به این مدول پست پراسسور می گویند.
زمانی که یک نرم افزار CAM برای ماشین در نظر می گیرید مطمئن شوید که کاملا با ماشین مطابقت دارد . این واقعا مهمترین نکته در سیستم CAM است

برخی ویژگی هایی که برای یک نرم افزار CAD/CAM باید در نظر گرفته شود:

• روشهای برداشتن قطعات: بسته به تکنولوژیهای مورد استفاده در ماشین و سایر قطعات ، قطعات ممکن است با روشهایی مانند شوتینگ،میکروجوینت، استاپ گذاشتن و …
• در چه جهت هایی میتوان قطعات را مقید کرد: برای مثال روش چیدمان مستطیلی قطعات را معولا با چرخشهای 90 درجه ای قرار می دهد، در حالیکه روش فرم آزاد در هر زاویه ای می تواند قطعات را قرار دهد، برخی قطعات باید در جهت های خاصی قرار گیرند یا اینکه برخی نمی توانند بصورت آیینه ای قرار داده شوند، اینها قیدهایی است که نرم افزار باید بتواند ایجاد نماید.
• جلوگیری از تنشهای گرمایی: زمانی که متریالهای ضخیم برش داده می شوند گرمای زیادی تولید می شود بنابراین امکان دفرمگی و تاب برداشتن وجود دارد، نرم افزار باید قادر باشد تا مسیرهایی را ایجاد نماید تا تنش گرمایی آزاد شده و برش بدون مشکل انجام شود. در این روش نرم افزار با برشهایی در فواصل فرصت خنک شدن کار را فراهم می نماید.
• روشهای برش مشترک و غیر مشترک: به منظور صرفه جویی در مصرف ورق و نیز کاهش قیمت تمام شده ضرورت دارد که با در نظر گرفتن توانمندی ماشین، تکنولوژی و ابزارهای برش مورد استفاده و همینطور حفظ صلبیت ورق استراتژی مناسب توسط نرم افزار مورد استفاده قرار گیرد.
• انعطاف پذیری در چیدمان: نرم افزار باید شما را قادر سازد تا در زمانی کوتاه بتوانید استراتژیهای مختلف را جهت فراهم نمودن بهترین و به صرفه ترین چیدمان با رعایت اصول برش و محدودیتهای تولیدی فراهم نماید.
• ایجاد استراتژیهای برش از پیش تعریف شده: با توجه به فراوانی متریال و ضخامتهای مختلف و همینطور ابزارهای مختلف جهت برش، نرم افزار می بایست مجهز به جداولی باشد که با تنظیمات از قبل شما را به سوی کمترین زمان و بیشترین دقت و عدم وابستگی به کاربر بسیار ماهر هدایت کند. جدولهای از پیش تنظیم شده در واقع دیتابیسی از تمامی اطلاعات برش وابسته به متریال و ضخامت و استراتژیهای مختلف می باشد که با ورود نقشه به نرم افزار ، نرم افزار بصورت اتوماتیک با مطابقت مشخصات نقشه با جدول، پارامترهای مختلف را روی نقشه اعمال می کند.
• توانایی ذخیره سازی و مدیریت مصرف ورق: نرم افزار می بایست شرایطی را فراهم آورد که کاربر بتواند با اختصاص مشخصات ورقهای موجود در انبار، نسبت به کنترل موجودی و نیز مصرف آن در پروزه های مختلف اقدام نماید.
• زمان و قیمت تمام شده: نرم افزار با اعمال تنظیمات مختلف برش و استفاده از جداول از پیش تنظیم شده می بایست در براورد تایم و قیمت تمام شده محصولات توانا باشد.
• گزارشهای مدیریتی: ارایه گزارشهای مختلف از قطعات، مصرف ورق، زمان انجام کار و … توسط نرم افزار می تواند بستری را جهت مدیریت بهینه خطوط شیت متال ایجاد کند.

چه نکاتی را برای سرمایه گذاری بر روی یک سیستم CAM باید در نظر داشت:

اگر نتوانید با سرعت کافی و قابل اطمینان برنامه های CNC برای ماشین خوراک تهیه کنید، ماشین یک سرمایه گذاری از دست رفته است. بیشتر ماشین سازها روشهای برنامه نویسی متفاوتی را بر روی ماشین عرضه می کنند. که می تواند از طریق شرکتهای سازنده نرم افزار CAD/CAM یا نرم افزارهایی متعلق به شرکت ماشین ساز فراهم شود. نرم افزاری که توسط شرکتهای ماشین ساز ارایه می شود تنها قادر به تهیه برنامه همان ماشین است. بنابراین در نظر داشته باشید در صورتی که می خواهید در آینده ماشینهای مختلفی داشته باشد این نرم افزار از ماشین جدید پشتیبانی نمی کند. همواره ایده خوبی است که برای نرم افزار از شرکت ماشین ساز و شرکتهای نرم افزاری پیشنهاد گرفت و انها را مقایسه کرد.
انتخاب سیستم CAM به عملیات شرکت شما، ماشین مورد استفاده و مقدار و ترکیب قطعات تولیدی بستگی دارد.
نرم افزار های بیشماری سطوح مختلفی از عملکرد و اتوماسیون را از ساده تا کاملا اتوماسیون ارایه می دهند. اگر شما تصمیم گرفته اید که نیازی به اتوماسیون و عملیاتهای سطح بالا نیست یک نرم افزار ابتدایی انتخاب کنید ولی در نظر داشته باشید که این نرم افزار همراه با سیستم شما رشد کند.
شما ممکن است فقط یک ماشین امروز داشته باشید ولی ممکن است به سرعت تغییر کنید و نیاز دارید ماشین دوم و یا بیشتری را برنامه بدهید.

ملاحظات برای آینده:

زمانی که با افزایش مصرف ورق تصمیم می گیرید که یک نرم افزار سطح بالاتر و موثر تر در بهینه سازی و با چیدمان اتوماتیک داشته باشید، مطمین شوید که نرم افزاری که تهیه می کنید قابلیت آپدیت شدن و اپگرید شدن به سطوح بالاتر عملیاتی و اتوماسیون را داشته باشد و اینکه بتواند براحتی از ماشینهای دیگر پشتیبانی کند.
بطور خاص بهتر است سوالات زیر پرسیده شود:
1- چند ماشین قرار است برنامه نویسی شوند؟یک یا دو کاربر(لایسنس) از نرم افزار کافی است یا تعداد بیشتری مورد نیاز است؟ جواب به این سوال به سطح اتوماسیون مورد نظر شما بستگی دارد. سطوح بالای اتوماسیون وقت کمتری برای برنامه نویسی نیاز دارند و نهایتا تعداد کاربر و لایسنس کمتر.
2- نرم افزار به گونه ای باشد که تمام ماشینها از یک سیستم برنامه نویسی شوند یا اینکه هر ماشین نرم افزار حجدا داشته باشد؟
3- ایا شرکت سازنده نرم افزار پست پراسسور همه ماشین آلات را دارد/ اگر ندارد ایا توانایی ساخت پست های جدید را دارند؟
4- گرفتن اطلاعات و گزارشهای مختلف از سیستم چقدر ساده است؟
5- اگر تعداد بیشتری لایسنس می خواهیم آیا باید بطور همزمان فعال باشند؟ یا می توان از لایسنس شناور استفاده کرد؟
6- چه نوع قطعاتی چیده می شوند؟ ایا چیدمان اتوماتیک گزینه مناسبتری است؟ روش مستطیلی با روش فرم ازاد آیا تفاوتی ایجاد می کند؟ آیا متریال گران قیمتی برش می دهیم یا در آینده خواهیم داد؟
7- چه سطحی از اتوماسیون مورد نظر نیاز است؟ ایا سیستم CAM می تواند با سیستم ERP همراه شود؟ ایا میتوانند ورودی و خروجی های هم را تامین کنند؟

نکات دیگری که باید در نظر گرفت:

برخی سیستمهای CAM به سادگی نقشه ها را می گیرند، آنها را می چینند و ابزار و برش را در همان مرحله چیدن اعمال می کنند.چنین سیتمی اطلاعات خاص مربوط به ساخت هر قطعه را حفظ نمی کنن ، این به این معنی است که تمام اطلاعات ساخت و برش، تغییر داده شده، اصلاح شده و اعمال شده تنها برای همان چیدمان وجود دارد. اگر برنامه نویس بخواهد برنامه دیگری از همان چیدمان در آینده بگیرد می بایست تمام عملیات را دوباره کاری کند!
در مقابل برخی نرم افزارهای دیگر هستند که تمام اطلاعات برش و ماشینکاری مربوط به قطعات را نگهداری می کنند و در صورت استفاده در آینده بدون صرف زمان برای دوباره کاریف کاملا قابل استفاده است.
بهترین سیستمهای CAM هر دو نمونه بالا را با هم ارایه می دهند.

تالیف: دپارتمان مهندسی فروش شرکت راتین تجهیز البرز

واترجت، هواگاز، پلاسما یا لیزر، از کدام تکنولوژی برش استفاده کنم؟

 

رقابت قابل توجهی در بازار وجود دارد که بین تکنیک های مختلف برش وجود دارد، چه آنهایی که برای ورق فلز هستند ، یا آنهایی که برای لوله ها یا پروفیل ها می باشند. کسانی هستند که از روش های برش مکانیکی یا سایش استفاده می کنند، مانند دستگاه های واتر جت و پانچ، و دیگرانی که روش های حرارتی مانند هواگاز، پلاسما یا لیزر را ترجیح می دهند.کدام یک را باید استفاده کنید؟!

 

با این حال، با پیشرفت های اخیر در جهان لیزر فن آوری برش فیبر، رقابت تکنولوژیکی بین پلاسما با کیفیت بالا، لیزر CO2 و لیزر فیبر فوق الذکر وجود دارد.

کدام اقتصادی ترین است؟ دقیق ترین؟ برای چه نوع ضخامت؟ و برای چه متریالی؟در این پست ما ویژگی های هر یک را توضیح خواهیم داد، به طوری که ما بهترین ها را می توانیم انتخاب کنیم که برای نیازهای ما مناسب باشد.

واترجت

این یک تکنولوژی جالب برای همه انواع متریالی است که ممکن است هنگام برش مانند پلاستیک، پوشش ها و یا پانل های سیمان، تحت تاثیر گرما قرار بگیرند. برای افزایش قدرت برش، می توان از مواد ساینده استفاده کرد که مناسب برای کار با فولاد با اندازه های بیش از 300 میلی متر است. این امر می تواند برای مواد سخت مانند سرامیک، سنگ یا شیشه ای بسیار مفید باشد.

پانچ

با وجودی که لیزر در مقایسه با ماشین های پانچ برای برخی از انواع برش ها محبوبیت بیشتری به دست آورده است، اما هنوز هم به این دلیل که هزینه دستگاه بسیار پایین است و همچنین سرعت و توانایی آن برای انجام ابزار فرم و بهره برداری از عملیاتی که با تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست، جایی برای پانچ وجود دارد.

هواگاز

این فن آوری برای فولاد کربنی با ضخامت بیشتر (75 میلی متر) مناسب است. با این حال، برای فولاد ضد زنگ و آلومینیوم موثر نیست.درجه بالایی از قابلیت حمل را ارائه می دهد، زیرا نیازی به اتصال الکتریکی ویژه ندارد و سرمایه گذاری اولیه کم است.

پلاسما

پلاسما با وضوح بالا (high definition plasma) برای ضخامت های بالا،در کیفیت نزدیک به لیزر است، اما با هزینه خرید پایین تر! این از 5 میلی متر مناسب است و عملا از 30 میلیمتر بی نظیر است، جایی که لیزر قادر به رسیدن به آن نیست، با ظرفیت رسیدن به ضخامت فولاد کربن تا 90 میلیمتر و فولاد ضد زنگ 160 میلیمتر. بدون شک این یک گزینه مناسب برای برش پخ است. پلاسما را می توان با مواد آهنی و غیر آهنی، و همچنین اکسید شده، رنگ، و یا شبکه ای استفاده کرد.

لیزر CO2

به طور کلی، لیزر قابلیت برش دقیق تر را فراهم می کند. این به ویژه در مورد مواد با ضخامت کمتر و زمانی که ماشینکاری سوراخ های کوچک مطرح است بسیار مناسب می باشد، CO2 برای ضخامتهای بین 5 تا 30 میلیمتر مناسب است.

لیزر فیبر

لیزر فیبر ثابت می کند که تکنولوژی ای است که سرعت و کیفیت لیزر سنتی CO2 را ارائه می دهد، اما برای ضخامت های کمتر از 5 میلی متر! علاوه بر این، از لحاظ مصرف انرژی، ارزان تر و کارآمدتر است. در نتیجه، هزینه های سرمایه گذاری، نگهداری و عملیات پایین تر است. علاوه بر این، کاهش تدریجی قیمت ماشین به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش عوامل مختلف در مقایسه با پلاسما شده است. به همین دلیل، تعداد بیشتری از تولید کنندگان شروع به راه اندازی، بازاریابی و تولید این نوع تکنولوژی کرده اند. این تکنیک همچنین عملکرد بهتر با مواد بازتابنده، از جمله مس و برنج ارائه می دهد. به طور خلاصه، لیزر فیبر در حال تبدیل شدن به تکنولوژی پیشرو است که دارای مزایای زیست محیطی است.

بنابراین، چه کاری می توانیم انجام دهیم وقتی که ما تولید را در محدوده ضخامتی انجام می دهیم که ممکن است چند تکنولوژی مناسب باشد؟ چگونه می توان سیستم های نرم افزاری خود را برای به دست آوردن بهترین عملکرد در این شرایط تنظیم کرد؟ اولین کاری که باید انجام دهیم این است که گزینه های مختلف ماشینکاری را بسته به تکنولوژی مورد استفاده قرار دهیم. یک قطعه به نوع خاصی از ماشینکاری بسته به تکنولوژی دستگاه که در آن فرایند طی می شود، نیاز دارد که بهترین استفاده را از منابع را برآورده می کند،که به این ترتیب به کیفیت برش مورد نظر می رسد.

زمان هایی وجود خواهد داشت که یک قطعه تنها می تواند با استفاده از یکی از تکنولوژی ها اجرا شود. بنابراین، مابه سیستمی که از منطق پیشرفته برای تعیین مسیر تولید خاص استفاده می کند، نیاز داریم. این منطق عواملی مانند متریال، ضخامت، کیفیت مورد نظر یا قطر سوراخ های داخلی را در نظر می گیرد، بخش هایی را که ما می خواهیم آنها را تولید کنیم، از جمله خواص فیزیکی و هندسی آن، و نتیجه گیری می کنیم که مناسب ترین ماشین که می تواند آن را تولید کند کدام است؟

هنگامی که دستگاه انتخاب شده است، ممکن است شرایط بار اضافی روبرو شویم که مانع تولید حرکت به جلو می شود. نرم افزاری که سیستم مدیریت بار و تخصیص به صف های کاری را دارد، توانایی انتخاب یک نوع ماشینکاری دوم یا دومین تکنولوژی سازگار را برای فرایند قطعه مورد نظر با یک دستگاه دیگر که در وضعیت بهتری قرار دارد را دارا می باشد و اجازه می دهد تا فرایند تولید سر موقع انجام شود.حتی ممکن است کار را به برون سپاری بفرستد، در صورتی که ظرفیت اضافی وجود نداشته باشد. به این ترتسب از دوره های خالی جلوگیری می شود و تولید را کارآمد تر می کند.

همانطور که می بینیم،برش اختصاصی و استفاده از تکنیک های مختلف برش برای هر مورد خاص نیز شامل استفاده از نرم افزار CAD / CAM است که قادر به استفاده و ترکیب این ماشین ها در یک سیستم واحد است. علاوه بر این، باید دارای امکان اختصاص و مدیریت دستگاه ایده آل باشد، ترکیب هر دو تکنولوژی و شرایط کاری و همچنین باید همیشه با کیفیتی که مورد نیاز است، به بهترین نحو ممکن و با توجه به زمان تحویل به ما امکان تولید را دهد.

بهترین راه برای برش ورق فولادی چیست؟

هواگاز، پلاسما، لیزر یا واترجت
راههای متعددی برای برش ورق وجود دارد، برخی مناسب روشهای برش اتوماتیک و برخی نیستند. برخی مناسب ورقهای نازک و برخی مناسب ورقهای ضخیم تر. برخی آهسته هستند و برخی سریع و برخی ارزان و دیگری گران. برخی دقیق و برخی نادقیق. در ادامه 4 روش اولیه مورد استفاده در دستگاههای CNC را بررسی می کنیم و هرکدام را از نظر نقاط قوت و نقاط ضعف بررسی می کنیم.

 

Oxy-Fuel Cutting

برش هواگاز
برش هواگاز یا برش با شعله، قدیمی ترین روش برش آهن می باشد. روشی که عموما ساده و با تجهیزات و لوازم مصرفی ارزان در نظر گرفته می شود. یک تورچ هواگاز می تواند ورق خیلی ضخیم را برش دهد که در درجه اول محدود به مقدار اکسیژن است که می تواند تحویل داده شود برش 36 اینچ(914 میلیمتر) یا حتی 48 اینج(1220 میلیمتر) ورق استیل با هواگاز بی سابقه نیست. با این وجود برای برش شکلهای مختلف از ورق استیل، اکثر کارها بر روی ورق به ضخامت 12 اینچ (304 میلیمتر)و نازک تر انجام می شود.

وقتی به درستی تنظیم باشد، تورچ هواگاز یک برش صاف و سطح برشی متعامد ایجاد می کند. مقدار کمی پلیسه در لبه پایینی و بالایی است که با گرمای برش گرد شده است.این سطح برش برای کاربردهای زیادی بدون عملیات حرارتی ایده آل است.
برش هواگاز برای ورقهای ضخیمتر از 1 اینچ(25 میلیمتر) ایده آل است ولی برای ورقهای تا ¼ اینچ(6 میلیمتر) هم با سختی هایی قابل استفاده است. این فرایند نسبتا آهسته است و حدود 20 اینچ(508 میلیمتر) در دقیقه برای متریالی 1 اینچ (25 میلیمتر) بالا می رود. نکته مثبت دیگر درباره برش هواگاز استفاده از چند تورچ برش همزمان است که تولید را چند برابر می کند.

 

Plasma Cutting

برش پلاسما
برش قوس پلاسما یک فرایند عالی برای برش صفحات فولادی کم کربن است که سرعت بسیار بالاتری نسبت به برش هواگاز دارد، اما فاقد برخی کیفیت های لبه است.
این جایی است که پلاسما دو رو دارد. کیفیت لبه یک محدوده خوب دارد که بسته به جریان برش، معمولا از حدود 4/1اینچ (6 میلیمتر) تا 1.5 اینچ(38 میلیمتر) متغیر است. تعامد سطح برش زمانیکه ورق بسیار نازک یا بسیار ضخیم ( بیرون از محدوده ای که ذکر شد ) قرار داشته باشد از دست می رود، حتی با وجود اینکه کیفیت برش سطح ممکن است مطلوب باشد.
از آنجا که یک سیستم کامل نیاز به منبع تغذیه، خنک کننده اب (در سیستم های بیش از 100 آمپر)، یک کنترل گاز، اتصالات شیلنگ ها و کابل ها و خود تورچ دارد، می تواند در مقایسه با هواگاز گرانتر شود. اما افزایش بهره وری پلاسما در مقابل هواگاز این هزینه ها را براحتی جبران می کند.برش پلاسما میتواند با چندین تورچ انجام شود با این حال افزایش هزینه ها معمولا این تعداد را به 2 تورچ محدود می کند. با این حال، برخی از مشتریان به اندازه سه یا چهار سیستم پلاسما در یک دستگاه را انتخاب می کنند، اما معمولا از تولید بالایی برخوردارند که حجم زیادی از قطعات مشابه را برای پشتیبانی از یک خط تولید فراهم می کنند.

Laser Cutting
برش لیزر
فرایند برش لیزری مناسب برای برش ورق از ضخامت پایین تا حدود 1.25 اینچ(31 میلیمتر) است. فراتر از محدوده 1 اینچ(25 میلیمتر)، همه چیز باید درست باشد تا اینکه به طور قابل اعتماد کار کند، از جمله مواد (فولادهایی با گرید لیزر)، خلوص گاز، وضعیت نازل و کیفیت پرتو.
لیزر فرآیند بسیار سریعی نیست، زیرا در فولاد کم کربن، اساسا فقط یک فرایند سوزاندن است که از گرمای شدید یک پرتو لیزر متمرکز به جای شعله پیش گرم استفاده می کند ، بنابراین، سرعت به سرعت واکنش شیمیایی آهن و اکسیژن محدود می شود . لیزر، با این حال، یک روند بسیار دقیق است. یک کرف بسیار باریک ایجاد می کند و بنابراین می تواند خطوط بسیار دقیق و حفره های دقیق کوچک را برش دهد.کیفیت لبه معمولا بسیار، بسیار خوب است که با تعامد خوب وزبری سطح بسیار کم همراه می شود.
چیز دیگری که در مورد فرآیند لیزر است، قابلیت اطمینان است. عمر مصرفی بسیار طولانی است و اتوماسیون ماشین بسیار خوب است، به طوری که بسیاری از عملیاتهای برش لیزر می تواند اتوماتیک انجام شود. تصور کنید، یک صفحه 10(250 میلیمتر) در 40 اینچ( 1000 میلیمتر) فولادی با ضخامت ½ اینچ (12 میلیمتر) را روی میز بارگیری کنید، با فشار دادن دکمه «شروع»، سپس به خانه برمی گردید. هنگامی که صبح بر می گردید، می توانید صدها قطعه برش خورده و اماده را بارگیری کنید.
با توجه به پیچیدگی رساندن پرتو، لیزر CO2 قادر به برش با چند هد در یک ماشین نیست. با این حال، با لیزرهای فیبر، برش با چند سر امکان پذیر است.

Waterjet Cutting
برش واتر جت
برش واترجت نیز یک کار بسیار عالی برای برش انجام می دهد که باعث می شود برش صاف و بسیار دقیق انجام شود. دقت برش واترجت می تواند از برش لیزر فراتر رود زیرا صاف بودن لبه می تواند بهتر باشد و هیچ گونه دفرمگی گرمایی وجود ندارد. همچنین، واتر جت در مقایسه با لیزر و پلاسما محدودیت ضخامت ندارد. محدودیت عملیاتی برش واترجت ، به دلیل طول زمان برش آن ضخامت، و تمایل جریان آب به واگرا شدن در حدود 6 (150 میلیمتر) تا 8 اینچ (203 میلیمتر) است.
اشکال دربرش با واترجت هزینه عملیات است. هزینه های تجهیزات بالادستی، به علت هزینه بالای پمپ تقویت کننده، کمی هزینه های بالاتری نسبت به پلاسما دارند، اما نه به اندازه لیزر. اما هزینه ی هر ساعت برای اجرای واترجت در درجه اول به علت هزینه ساینده گرانیت که در برش قرار می گیرد، خیلی بیشتر است،
برش واترجت نیز می تواند با هدهای متعدد برش باشد ومی تواند با یک پمپ تقویت کننده نیز انجام شود. اما هر هد برش اضافی نیاز به جریان آب بیشتری دارد که یا نیاز به یک پمپ بزرگتر یا یک اوریفیس کوچکتر دارد.

معیار تصمیم گیری
پس چگونه می توان بهترین تصمیم را برای استفاده از فرآیند انتخاب کرد؟
1. شروع با ضخامت:
• نازکتر از 0.080 اینچ (2 میلیمتر) استفاده از لیزر.
• نازکتر از 0.125 اینچ ( 3 میلیمتر)استفاده از پلاسما یا لیزر.
• نازکتر از 0.250 اینچ (6 میلیمتر) از واتر جت، پلاسما یا لیزر استفاده کنید.
• بیش از 8 اینچ( 200 میلیمتر) استفاده از هواگاز.
• بیش از 2 اینچ (50 میلیمتر) استفاده از هواگاز یا واتر جت
• بیش از 1.25 اینچ (31.75 میلیمتر) استفاده از پلاسما،هواگاز یا واترجت
2. شرایط دقت و کیفیت را در نظر بگیرید:
• آیا می توانید کیفیت پلاسما را بپذیرید؟ اکثر قطعات ساخته شده از ورق فولادی می توانند فقط با استفاده از یک برش پلاسما بدون عملیات اضافی ( مثلا سنگ زنی) جوش داده شود.
• آیا می توانید منطقه آسیب گرما را از هواگاز، پلاسما یا لیزر بپذیرید؟ اگر نه، از واترجت استفاده کنید.
3. در نظر بگیرید که کدام مهم تر است: بهره وری یا هزینه؟
• اگر میزان تولید مهم تر باشد، واتر جت را پاک کنید.
• اگر سرمایه گذاری اولیه کم و کم هزینه عملیاتی مهم است، به هواگاز نگاه کنید.
تعیین کننده ها:
• آیا می توانید از روی ضایعات گاه به گاه در پایین ورق بگذرید؟ اگر نه، از واترجت یا لیزر استفاده کنید.
• آیا عملیات ثانویه نیاز به سوراخ های کاملا گرد دارد؟ اگر چنین است، از واتر جت یا لیزر استفاده کنید.

 

چند ابزار
آیا قطعات خود را با 2 تورچ، 4 تورچ یا بیشتر برش می دهید؟ پس هواگاز لیزر و پلاسما را پس می زند.. برش با تورچهای های پلاسما چندگانه ممکن است، اما هنگامی که سرمایه گذاری اولیه برای تمام تجهیزات را در نظر بگیرید، گران می شود. با استفاده از واتر آب، چند پمپ جت آبي را می توان با یک پمپ تشدید کننده اجرا کرد، اگر شما یک پمپ با جریان کافی به اندازه کافی برای حمایت از چند سر خریداری می کنید. برش لیزری به طور سنتی محدود به یک سر برش مجزاست، هرچند لیزر فیبر، فرصتی برای برش همزمان چند سر را می دهد.
مورد دیگر ایده برش چند مرحله ای است ، با استفاده از دو فرایند برش در همان یک قطعه. فرایندهایی که منطقی ترین ترکیب هستند عبارتند از واتر جت و پلاسما، یا واترجت و هواگاز، با تکنولوژی لیزر جدید فیبر، اکنون می توان لیزر و پلاسما یا لیزر وهواگاز را ترکیب کرد. مزیت برش چند مرحله ای توانایی استفاده از روند کندتر و دقیق تر برای برخی از خطوط است، اما پس از آن به فرآیند سریع تر و ارزان تر برای خطوط دیگر تبدیل می شود. نتیجه ،تولید قطعات با دقت موردنیاز برای قسمتهای مشخص و برش بقیه قسمتها با برش ارزانتر است.

نتیجه گیری:
همپوشانی طیف ضخامت و قابلیت های این چهار فرایند باعث می شود انتخاب کنید که کدام یک برای استفاده در هر بخشی استفاده شود. بنابراین سازندگان یا مراکز خدمات فولادی که نیاز به برش طیف وسیعی از مواد دارند، اغلب با ماشین آلات مجهز به دو یا چند فرایند برش کار می کنند.

چطور به سرعت هزینه ساعتی و نرخ ماشین ها در خطوط شیت متال را محاسبه کنیم ؟

در این مقاله خواهیم دید که بطور ویژه برای خطوط برش رول فرم، برش لیزر، ماشین پانچ، بازگشت پول و نیز تعداد ساعتهای کاری نقش بسیار مهمی بازی می کنند و بازگشت پول تصمیمی است که تولید کننده باید بگیرد.

بعضی وقتها پرسش می شود که چقدر باید برای هر ساعت ماشین در نظر گرفته شود و در انتهای این مقاله می بینیم که تولید کننده باید سوال متفاوتی را پاسخ دهد، چقدر از هزینه های سربار به هزینه های کاربری ماشین متصل است؟ و هزینه ناخالص که او می خواهد داشته باشد و نیز نرخ عمومی که در بازار باید به کار گرفته شود چقدر است؟

 

محاسبه هزینه ساعتی ماشین

هزینه ساعتی ماشین جمع 6 فاکتور است،  که بر اساس هزینه ساعتی (HC)  بیان می شود.

1- HC  سرمایه گذاری

برای محاسبه هزینه ساعتی سرمایه گذاری، ما با تقسیم مقدار سرمایه گذاری به تعداد سالهایی که میخواهیم بازگشت اتفاق بیافتد شروع می کنیم.

در حسابداری استهلاک معمولا برای یک ماشین 5 ساله در نظر گرفته می شود، ولی بعضی از شرکتها می خواهند که سه ساله بازگشت کامل شود. مقدار بدست آمده باید بر تعداد ساعتهای مورد انتظار عملیاتی تقسیم شود.

(سرمایه گذاری HC) = (مقدار سرمایه گذاری) / (دوره بازگشت سرمایه)  / (ساعتهای عملیاتی)

برای مثال یک سرمایه گذاری به ارزش 500,000 یورو با بازگشت سرمایه 3 ساله و 3000 ساعت کار در سال هزینه سرمایه گذاری 55.5 یورو در ساعت را خواهد داشت.

2- HC برق

هزینه برق از توان مصرفی ماشین محاسبه می شود. توان مصرفی مقداری که روی پلاک ماشین درج شده نیست، این عدد مقدار ایمنی در نظر گرفته شده برای کارکرد همه عملکردها بطور همزمان است . توان مصرفی میتواند با در هر دوره ای زمانی برای یک وسیله خاص اندازه گیری شود و این مقدار معمولا 50% توان نصب شده می باشد. برای ماشینهای سروو الکتریک این مقدار 15-20% توان درج شده است.

 

 (برق HC) = ( KWتوان مصرفی ماشین به ) x ( {Euro/Kw هزینه مصرف برق به })

برای مثال برای ماشینی با مصرف 20kw هزینه برق مصرفی 3 یورو در ساعت است.

 

3- HC  کارگری

این هزینه کارگری است که مستقیما با ماشین کار می کند. در برخی موارد یک اپراتور همزمان بر روی چند ماشین فعال است، در این حالت باید درصدی از هزینه برای هر ماشین در نظر گرفته شود.

 (کارگری  HC) = (هزینه اپراتوری بر ساعت) X % زمان فعالیت با هر ماشین))

 

برای مثال، اگر هزینه یک اپراتور ساعتی 25 یورو است و 35% از زمان با ماشین کار می کند، HC کارگری 8.8 یورو می باشد.

 

4- HC  تعمیرات ونگهداری

برای محاسبه این هزینه می توانیم هزینه سالیانه را بر تعداد ساعتهای عملیاتی ماشین تقسیم کنیم. این هزینه از هزینه نگهداری می تواند از ماشینهای مشابه تخمین زده شود و یا به عنوان درصدی از مقدار سرمایه گذاری باشد.

 

 (نگهداری و تعمیرات HC) = (هزینه سالیانه نگهداری و تعمیرات) / (تعداد ساعتهای عملیاتی)

 

برای مثال یک ماشین با 6000 یورو هزینه نگهداری وتعمیرات با 3000 ساعت کار ، HC نگهداری و تعمیراتی معادل 2 یورو دارد.

 

5- HC  مصرفی ها

مصرفی ها، برای مثال، هزینه سنبه وماتریس، فیلترها، روغنها وگاز کمکی برای لیزر می باشد.

این هزینه ها میتواند از سوابق ماشینهای مشابه گرفته شود و یا محاسبه شود و مستقیما به تعداد ساعتهای عملیاتی مربوط می شوند.

برای مثال ما HC  مصرفی ها را برای این مثال 8 یورو در نظر می گیریم.

6- HC  فضای اشغال شده

برای تکمیل هزینه ها ، باید هزینه فضای اشغال شدعه توسط ماشین را اضافه کنیم. پیشنهاد می شود که هزینه اجاره یک ساله برای چنین فضایی را در نظر گرفته و بر تعداد ساعاتهای عملیاتی تقسیم کنید.

{فضای اشغال شده HC } = (هزینه اجاره برای یکسال)  / (ساعتهای عملیاتی)

 

HC  کلی

در مثال قبلی، HC  کل معادل 77.3 یورو می شود. این هزینه ، هزینه های عملیاتی ماشین را پوشش می دهد و همانطور که دیدیم شامل تصمیم برای دروه بازگشت سرمایه نیزمی شود.

HC سرمایه گذاری برای ماشینهای نو معمولا مهمترین فاکتور در این جمع می باشد. برای ماشینهایی که بازگشت سرمایه آنها محقق شده است، این فاکتور می تواند صفر در نظر گرفته شود و در واقع HC  تعمیرات ونگهداری افزایش می یابد.

 

نکته ها:

وقتی هزینه تولید را برای یک مشتری محاسبه می کنیم HC  در فرمول زیر استفاده می شود:

 (هزینه کلی تولید) = (تعداد قطعات) x (هزینه مواد برای هر قطعه)  +   (HC) x [(زمان تولید هر قطعه به ساعت) X (تعداد قطعات) + (زمان ست آپ به ساعت) ]    +    (هزینه ابزار)   +   (هزینه برنامه نویسی ماشین)

 

 

 نکات زیر را مدنظر قرار می دهیم:

HC ضرب در تعداد قطعات و سایکل تایم یک هزینه جاری است و بستگی به تعداد کل قطعات تولید شده دارد.

زمان ست آپ ماشین نیز باید در HC  ضرب شود چرا که ماشین در طول این زمان متوقف است، این می تواند یه هزینه ثابت در نظر گرفته شود.

اگر تولید نیاز با ساخت ابزاری خاص دارد، این باید بهعنوان هزینه ثابت در نظر گرفته شود، دقیقا مشابه هزینه برنامه نویسی ماشین.

 

تصمیم گیری برای قیمت گذاری ساعتی ماشین

محاسبات قبلی به ما چارچوبی برای قیمت گذاری ماشین براساس هر ساعت عملیات می دهد.

با دانستن HC  ماشین تولید کننده حالا باید دو فاکتور دیگر را اضافه کند: تقسیم  هزینه های سربار و سود ناخالص که میخواهد از عملیاتماشین بدست آورد.

تقسیم هزینه های سربار

هزینه های سربار ،هزینه های ساختاری شرکت مانند هزینه های بازرگارنی،سرمایه گذاری ،نگهداری ،گرمایش، اداری وخدمات هستند که بطور مستقیم به تولید مرتبط نمی باشند.روش ثابتی برای تقسیم سربار وجود ندارد ولی این فرمول پیشنهاد می شود:

 

 (هزینه های سربار  HC) = (هزینه های سربار)  / (کل مساحت تولید به متر مربع)      x       (مساحت اشغال شده ماشین) / (تعداد ساعات تولید)


با این روش ماشینی که سطح کمتری از سالن تولید را اشغال کرده است هزینه سربار کمتری را جذب می کند تا ماشین بزرگتر.

نکته: در HC ماشین قبلا HC سرمایه گذاری و نیز توان مصرفی ماشین قرار گرفته است.این هزینه ها عموما در هزینه های سربار لحاظ می شوند. به منظور دستیابی به دقت بیشتر، پیشنهاد می شود هزینه سرمایه گذاری سالانه و توان مصرفی ماشین از فرمول بالا کاسته شود.

 

سود

می دانیم که هزینه یکمحاسبه است و سود یک تصمیم. در حقیقت دانستن هزینه های عملیاتی گام ضروری در قیمت گذاری درست است و نیز برای ارزیابی سرمایه گذاری جدید.

برای محاسبه قیمت، ما باید سودی را که میخواهیم در ساعات کاری داشته باشیم به درصد اضافه کنیم.

(قیمت ساعتی) = ((ماشین HC) + (تقسیم سربار HC)) / (100 – سود%) x 100

برای مثال ما پیدا کردیک که HC  سیستم ما 77.3 یورو بر ساعت است. اگر تقسیم هزینه سربار 12 یورو بر ساعت باشد و ما سود 15% ، قیمت نهایی به شرح زیر می شود:

 (قیمت ساعتی)= (77,3 + 12) / (100-15) x 100 = 105 یورو بر ساعت

تولید کننده همچنین باید از قیمت بازار هم مطلع باشد و در قیمت گذاری نهایی آن را لحاظ کند.

 

نویسنده: آرتور دالان

گردآوری و ترجمه: واحد فروش شرکت راتین تجهیز البرز

تاریخ: مردادماه 96

ارتباط با ما