Стратегии сортировки и идентификации деталей

Предотвращение некорректной идентификации деталей за счет использования правильных стратегий сортировки

Станки лазерной резки перешли на новый уровень с появлением резонатора высокой мощности, плюс увеличилась скорость резки волоконным лазером. Эта скорость позволяет   производителям резать большее количество деталей быстрее, чем когда-либо прежде. Хотя постоянная мощность лазерной резки имеет большое значение, клиенты платят не за   время работы станка. Клиенты платят за качественные детали без брака, которые должны быть правильно идентифицированы.

Так как же возникает эта проблема? При удалении деталей из каркаса листа после  резки часть деталей может остаться в нем, или сотрудник, сортирующий детали может по ошибке отсортировать две похожие детали и отправить их дальше по некорректном маршруту, или оператор может выбрать неправильную программу обработки.

Все перечисленные проблемы связаны с более серьезной проблемой: отсутствием контроля за потоком деталей. Теперь, когда лазерный станок может обрабатывать больше   деталей, стратегическая идентификация и сортировка деталей стали еще более важными.

Обмен данными, чтобы замкнуть петлю

Детали режутся, сортируются, затем отправляются на дальнейшую обработку или хранятся как запасные части. Пока все логично, но как система управления производством узнает,   когда была произведена резка? На некоторых производствах диспетчер узнает эту информацию у ответственного оператора. В других случаях сортировщик деталей или оператор   станка сканируют этикетку на сопроводительном документе или маршрутный ярлык, чтобы производственное программное обеспечение знало, что резка выполнена и деталь   оправилась дальше.

В имеющейся операционной системе управление станком и производственное программное обеспечение это отдельные процессы. Станок режет детали, но эта информация не передается автоматически обратно  программному обеспечению управления производством, чтобы замкнуть цикл.

К счастью, это начинает меняться. Стандартные протоколы, такие как MTConnect, теперь передают информацию о деталях обратно в программное обеспечение и делают данные доступными для сторонних платформ. Это открывает дверь к множеству возможностей для улучшения производительности. Поскольку цикл был замкнут и система знает, когда деталь была обработана, она может точно показать, сколько времени требуется на сортировку этой детали и отправку на последующие этапы.

Завершая цикл обработки без дополнительного сканирования или обязательного ввода данных, можно выявить  ранее скрытые «слабые места». Но также важно сосредоточиться на том, как на производстве налажена работа в целом. Станок, который не работает – это, безусловно, проблема, но чрезмерное количество предготовых деталей, неделями хранящихся на складах, может стать еще большей проблемой. Увеличение незавершенного производства, может не только заморозить ваши денежные средства, но также и усложнить работу, так как существует проблема идентификации деталей или их утеря.

Стратегия вложения

После того, как производитель получит полное представление о реальной ситуации с сортировкой и идентификацией деталей в цехе, он может начать взвешивание вариантов, как упростить идентификацию деталей и ускорить их прохождение. При резке волоконным лазером все начинается с программирования, выбора стратегии раскроя и передачи информации станку.

Раскрой листа обычно строится на одной или нескольких комбинациях общих стратегий. Одна из них использует сочетание основных и вспомогательных деталей, чтобы заполнить оставшуюся часть листа и максимизировать выход материала. Другая - включает только основные детали, что увеличивает управление остатками, или как его еще называют - вложением остатков. В сочетании с ними может использоваться комплексная стратегия, когда каждая компоновка листа содержит все необходимые компоненты для комплекта деталей, который потом будет оправлен в дальнейшее использование.

На листе используют микрокрепления. Их должно быть достаточно для стабильного процесса, но не настолько, чтобы удаление вырезанных деталей было слишком сложным и трудоемким, что, в свою очередь, может привести к ошибке, связанной с утерянными или неверно идентифицированными деталями. Крошечные детали в любом случае нуждаются в креплениях, но программисты все равно могут свести к минимуму их количество и упростить сортировку деталей. Для лазерной резки более крупных деталей, размещенных перпендикулярно рейкам станка, может потребоваться меньше креплений, если вообще потребуются, что ускоряет и упрощает снятие деталей. Но в некоторых случаях более низкий выход материала может быть компромиссом, поскольку детали необходимо ориентировать определенным образом.

Какую стратегию резки использовать зависит от характера операции, и что немаловажно, от затрат на материал. Для обычной углеродистой стали предприятие может выбрать раскройку листа с деталями-заполнителями и комплексную стратегию. Современные лазерные станки могут снизить выход материала и это небольшая цена за простоту сортировки, идентификацию деталей и увеличение их потока.

При резке нержавейки или других дорогих материалов предприятие стремится к высокому выходу материала и в значительной степени полагается на стратегию размещения остатков, особенно если детали-наполнители недоступны или не эффективно используют оставшийся материал. Кроме того, чрезмерное количество незавершенного производства деталей из нержавеющей стали может удорожать производство. В стремлении к повышению выхода продукции различные задания могут динамически размещаться на разных листах. Это может усложнить идентификацию и сортировку деталей, но экономия материала оправдывает усилия по сортировке.

Идентификация детали

Сортировка вручную может быть простой, но обманчиво простой. Оператор на основе распечатки или информации с экрана видит какие части листа, находящиеся перед ним, распределены для какого типа резки и сортирует их соответственно.

Конечно, здесь может сыграть роль человеческий фактор. Ручная сортировка деталей в течение всего дня требует терпения и концентрации, а случайно отсортировать деталь и неправильно распределить ее очень легко.

Во избежание этой проблемы, многие операторы могут маркировать отдельную деталь с помощью QR-кода или даже маркировать каждую вырезанную заготовку. В наши дни лазерные станки настолько производительны, что добавление процедуры лазерного травления поверхности для каждой детали не сильно увеличивает время цикла резки. Некоторые системы теперь применяют своего рода упрощенный QR-код, что требует еще меньше времени для нанесения лазера.

Операторы, находящиеся дальше в производственной цепочке, независимо от того, находятся ли они на сортировочной станции, листогибочном цехе, еще до нанесения порошкового покрытия, могут сканировать QR-код, чтобы узнать номер детали, задание, к которому он прикреплен, информацию о клиенте, срок выполнения, программу обработки деталей и многое другое. Коды нанесены таким образом, чтобы их не было видно после покраски или покрытия.

Но как быть, если применение QR-кода невозможно? Например, покупатель не хочет видеть код на детали из нержавеющей стали. В таких случаях можно использовать легко снимаемые этикетки. Они тоже содержат информацию в виде небольшого рисунка с номером детали и другими данными, с помощью которых можно понять, что это за деталь и куда она должна идти дальше.

Тем не менее, применение этого типа маркировки остается ручным. Деталь выходит из станка, ближайший принтер, подключенный к программе управления производством, печатает этикетку и оператор вручную наклеивает ее на вырезанную деталь.

Однако, некоторые предприятия успешно автоматизировали этот процесс, интегрировав его в гибкую производственную систему (FMS). Как этикетки, напечатанные вручную, так и этикетки, наносимые с помощью FMS, могут быть настроены в приложении.

Обычно подъёмник транспортирует листы со стола и подает их в зону загрузки станка. Но FMS с автоматической печатью этикеток добавляет промежуточный шаг. Перед тем, как подать лист на лазерный станок, лист перемещается в зону подготовки с расположенным над ним принтером этикеток. Система печатает этикетку, а затем спускается, чтобы наложить ее на лист, перемещаясь по осям X и Y и поворачиваясь на 360 градусов, в соответствии с местоположением, определенным в программе, созданной в автономном режиме.

Параметры сортировки

Точная сортировка требует правильной идентификации деталей. Маркировка – это эффективный способ, но также есть вариант автоматической сортировки, которая исключает человеческий фактор. Такая автоматизация прошла долгий путь за последние годы, особенно когда дело доходит до легко настраиваемых вакуумных присосок, которые могут поднимать детали различной формы с листа. Что касается программного обеспечения, некоторые программы имеют заранее определенные конфигурации, которые обучают систему автоматизации, как собирать детали и ориентировать их для сортировки и складирования.

Автоматическая сортировка требует некоторых настроек программирования. Например, пропилы вокруг детали с определенной геометрией должны быть достаточно широкими, чтобы захваты могли поднимать детали из каркаса, не зацепляясь. И некоторые мелкие детали, возможно, придется соединить вместе в «мини-блок», который можно удалить в один захват. В любом случае, как только листы загружены и готовы к работе, оператор может назначить для каждой паллеты сопроводительный документ или маршрутный ярлык, а затем транспортировать заготовки дальше на следующий этап. Если производитель хочет еще больше автоматизировать производство, то  существуют также роботы для перемещения паллет, которые могут доставить паллеты с отсортированными деталями для последующей обработки.

Вариативность стратегий

Маркировка деталей - важный элемент, но это всего лишь часть головоломки для идентификации и сортировки деталей. Автоматизация может помочь исключить человеческий фактор из процесса сортировки. Планирование работ также входит в перечень необходимых процедур, включая то, как система будет подбирать детали, чтобы максимизировать выход материала. Слишком большой запас предготовых деталей (незавершенного производства) может усугубить проблему идентификации и сортировки деталей. Но так бывает не всегда, а в зависимости от состава тех. заданий и характера операции.

Тем не менее, задача идентификации и сортировки деталей имеет множество потенциальных решений. Хитрость заключается в том, чтобы увидеть  общую картину, выбрать одну или несколько стратегий и настроить процесс для достижения наиболее выгодного результата.

Корпорация Yamazaki Mazak

Корпорация Yamazaki Mazak (Ямазаки Мазак) - основана в 1919 году в Японии и на протяжении нескольких десятилетий является признанным мировым лидером по производству металлообрабатывающего оборудования – многоцелевых станков, токарных центров с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центров, станков лазерной резки, а также гибких производственных систем и программного обеспечения. Основной задачей компании является постоянная разработка новых станков, качество которых способно удовлетворять требования производителей по всему миру.