Как сократить отходы материала на станках продольной резки за счет оптимизации параметров?

Сокращение отходов материала на продольно-резательных станках за счёт оптимизации параметров — это системный проект, включающий множество аспектов, таких как оборудование, материалы, процессы и персонал. Ниже представлены подробные стратегии и шаги, которые помогут вам значительно сократить отходы и повысить эффективность производства.

1. Понимание источника идентификации отходов

Во-первых, необходимо определить основные виды отходов материала в процессе продольной резки, чтобы провести его целенаправленную оптимизацию:

1. Обрезка кромок: участки с обеих сторон заготовки, которые необходимо обрезать для получения желаемой ширины готового изделия. Это неизбежно, но может быть сведено к минимуму.

2. Отходы от сращивания: при замене новой катушки необходимо соединить два рулона материала на конце, и это соединение (внахлест или встык) станет отходами после резки.

3. Отходы запуска/наладки: материалы, не соответствующие стандартам качества, которые образуются на этапе ввода оборудования в эксплуатацию каждый раз, когда машина включается и изменяются технические характеристики продукта (такие как ширина, диаметр).

4. Отходы: часть каждой мастер-пленки, которую невозможно использовать из-за неравномерной намотки или низкого качества.

5. Дефекты процесса, возникающие в процессе продольной резки: в том числе неровные режущие кромки, извилистые ремни (серпантин), царапины на поверхности, деформация растяжения, обрывы ремней и т. д.

6. Отходы сердечника: на сердечнике катушки остается материал, который невозможно разрезать.

2. Стратегии оптимизации ключевых параметров

Для вышеуказанных источников потерь существуют конкретные способы их сокращения путем оптимизации параметров:

1. Оптимизация ширины

Это самый прямой и эффективный способ сократить отходы при обрезке.

• Используйте оптимизированное программное обеспечение для подбора инструментов: не полагайтесь на ручные расчёты. Используя профессиональное программное обеспечение для оптимизации резки, введите ширину мастер-рулона и ширину готового изделия для всех заказов, и программа автоматически рассчитает комбинацию инструментов с минимальным процентом брака. Основные принципы:

◦ Увеличьте общую ширину: сумма всех ширин готового изделия + толщины резака должна быть бесконечно близка к эталонной ширине.

◦ Уменьшите количество ножей: максимально сократите количество режущих ножей, исходя из условия выполнения заказа, поскольку на каждый дополнительный разрез приходится один дополнительный кусок (потери при резке).

• Консолидация заказов и последовательность производства: концентрируйте производство заказов из одинакового материала и спецификации, предоставляя больше возможностей комбинирования ширины программному обеспечению для оптимизации для поиска лучшего решения.

2. Оптимизация управления натяжением

Неправильное натяжение является основной причиной таких дефектов процесса, как извилистость, деформация растяжения и обрыв ремней.

• Точная настройка по зонам: современный продольно-резательный станок имеет несколько точек контроля, таких как натяжение размотки, натяжение резки, натяжение намотки и т. д. Натяжение каждой зоны должно устанавливаться и точно регулироваться независимо в соответствии с характеристиками материала (например, пленка, бумага, фольга), толщиной и шириной.

◦ Натяжение при размотке: обычно постепенно увеличивается по мере уменьшения диаметра рулона (контроль натяжения конуса) для поддержания постоянного натяжения.

◦ Натяжение при резке: оно должно быть достаточным, чтобы материал был прямым, но не слишком большим, чтобы материал не растягивался.

◦ Натяжение при перемотке: наиболее критично. Обычно также используется контроль конусности, и натяжение постепенно уменьшается по мере увеличения диаметра намотки, чтобы избежать смятия (ромашкообразного узора) или разрушения сердечника внутреннего материала.

• Используйте автоматические системы управления натяжением: по возможности используйте замкнутые системы управления натяжением, оснащенные серводвигателями или магнитно-порошковыми муфтами, которые более точны и стабильны, чем механическое управление тормозом.

3. Оптимизация настройки ножа

Состояние пластины напрямую влияет на качество обработки и срок службы инструмента.

• Выбор типа лезвия: выберите наиболее подходящее лезвие (прямое, круглое, однолезвийное, двухлезвийное) и материал (углеродистая сталь, керамика, вольфрамовая сталь) в зависимости от материала. Например, керамические лезвия легче и износостойкие, что делает их подходящими для резки тонких плёнок и материалов с высоким содержанием волокон.

• Перекрытие и угол наклона лезвий:

◦ Дисковые ножницы: регулируют величину перекрытия и глубину реза между верхним и нижним лезвиями. Глубина реза обычно составляет от 1/2 до 2/3 толщины материала, а величина перекрытия минимальна. Параметры необходимо корректировать в зависимости от твёрдости материала.

◦ Прямой рез: отрегулируйте угол и высоту лезвия. Неправильные параметры могут привести к образованию заусенцев на кромках реза, потере порошка и даже преждевременному износу лезвия.

• Тщательное обслуживание лезвий: регулярно проверяйте, затачивайте или меняйте лезвия. Тупой нож будет рвать материал, а не резать, что приведет к ухудшению качества кромок и образованию лишней пыли.

4. Оптимизация намотки

Качество намотки влияет на качество конечного продукта.

• Профиль давления: Для оборудования, использующего роликовую намотку, оптимизируйте кривую давления ролика. Начальное давление должно обеспечивать захват сердечником головки материала, а затем давление должно плавно изменяться, чтобы предотвратить ситуации, когда внутренняя натяжка и внешняя неплотность или внутренняя натяжка и внешняя неплотность.

• Профиль конусности: точно задаёт кривую конусности для ретракции. Разные материалы имеют разные оптимальные значения конусности, которые необходимо определить экспериментально.

• Параметры выравнивания: обеспечить параллельность и соосность между валом перемотки, прижимным роликом, направляющим роликом, что является основой предотвращения извилистости.

5. Оптимизация сплайсинга

Уменьшите количество отходов жизнедеятельности организма.

• Используйте высокопроизводительные устройства для сращивания лент: инвестиции в высококачественные автоматические устройства для сращивания лент могут обеспечить меньшую ширину нахлеста (или даже стыковых соединений), что снижает длину отходов на одно соединение.

• Стандартизированная операция соединения: операторы обучены формировать стандартизированный рабочий процесс, чтобы гарантировать, что каждое соединение прочное и ровное, а также избежать первого успеха, предотвращая повторные потери, вызванные отказом соединения.

3. За пределами параметров: управление системой и модернизация технологий

Оптимизация параметров — это основа, но она также требует поддержки со стороны руководства и технической поддержки:

1. Данные и мониторинг:

◦ Установить систему онлайн-мониторинга (например, ПЗС-камеру) для определения качества кромки реза и дефектов поверхности в режиме реального времени, а также своевременного обнаружения отклонений.

◦ Регистрируйте данные об отходах (метры или килограммы) для каждого вида производства, анализируйте тенденции отходов и находите первопричину проблем.

2. Обучение персонала и стандартные операционные процедуры:

◦ Комплексное обучение операторов для понимания влияния каждого параметра на качество продукции и отходы.

◦ Разработать стандартные рабочие процедуры (СОП), особенно для таких ключевых этапов, как смена инструмента, запуск и стыковка, чтобы снизить количество человеческих ошибок.

3. Профилактическое обслуживание:

◦ Регулярно проводите техническое обслуживание машины продольной резки, проверяя состояние направляющих роликов, подшипников и приводных систем. Плавная работа машины — залог стабильности параметров.

4. Технологические усовершенствования:

◦ Рассмотрите возможность модернизации старого оборудования. Современные машины для продольной резки обычно оснащены:

▪ Полностью автоматическая система регистрации: для узорчатых материалов она сокращает отходы из-за несовпадения.

▪ Более сложная система сервопривода: обеспечивает более стабильную и быструю реакцию натяжения.

▪ Интегрированная система центрального управления: заданные параметры процесса можно вызвать одним щелчком мыши, что сокращает время ввода в эксплуатацию и количество брака.

Резюме: шаги действия

1. Измерение базового уровня: начните с точного измерения текущего количества отходов различных типов, чтобы определить основные источники отходов.

2. Инвестируйте в программное обеспечение: внедрите программное обеспечение для оптимизации резки, чтобы определить приоритеты отходов при планировании ширины.

3. Точная настройка: сосредоточьтесь на параметрах натяжения, намотки и лезвия, проведите тестирование DOE (планирование эксперимента), найдите наилучшее сочетание параметров для различных материалов и сохраните их в качестве рецептов.

4. Интенсивное техническое обслуживание: установите строгий график технического обслуживания инструментов и оборудования.

5. Обучите команду: позвольте оператору перейти от «простого выполнения» к «пониманию оптимизации».

6. Постоянное совершенствование: постоянно собирайте данные и регулярно их проверяйте, чтобы выявить возможности для дальнейшей оптимизации.

Благодаря вышеуказанной комплексной оптимизации параметров и совершенствованию управления можно систематически и непрерывно сокращать отходы материала на продольно-резательном станке, что может напрямую трансформироваться в значительные экономические выгоды.