激光加工带来新业务

        一台带多托盘上/下料系统的高速激光切割系统将生产率翻了一番，将所需劳动力减少了一半，并提高了零件质量，从而给自己带来了更多的业务。

        

        标准板金工厂有限公司（SSMW）成立于2001年2月，主要是为了支持标准维护公司（SMC） — 一家位于田纳西州孟菲斯市拥有50多名全职员工的总/机械承包商。当时，SMC副总裁Geoprge Hampton正在寻求一种合适的手段，从而给其食品处理、化工及医疗工业的客户尽快且尽可能高效地提供统包（Turnkey）、高质量普通建造、过程管道、机械安装工件、结构钢工件以及板金制造等服务。如今，SSMW已经实现，并且远远超出了这个目标。通过添设一台带CNC控制多托盘上/下料系统的高功率飞行光路4kW CO2激光系统，该工厂已经提高了自己的能力及业务，从而可以在孟菲斯地区以及整个美国范围寻求更加多样性的制造和生产业务范围。

         图1：SSMW公司采用一台

Axel 3015 L 4KW CO
_{2激光切割
系统，它将现代机床设计和构
造、先进激光技术与先进材料
加工技术结合为一体。上料单
元每个工位可以搬运尺寸为3/4
英寸、堆厚达12英寸的板材。
        在公司刚刚开业时，制造操作主要是手工进行的，并且以劳动密集为特征。它的工作大部分是定制的不锈钢元件，包括厨房设备、材料搬运设备、传送器和传送滑道以及用于食品行业的设备等。许多零件尺寸很大，并且轮廓非常复杂，诸如锥体、漏斗、异径管之间的转换导管、分段的弯管以及厨房的排风管道等，但该公司在小零件生产方面也具有专业技术。批量大小一直在1000件以内。Hampton很快意识到零件的复杂性以及快速生成高精密零件需要更加高级的技术。在经过8个月的研究和比较后，Hampton和SSMW副总裁Tommy Ripley购买了一台由纽约州Akron市的Strippit/LVD公司生产的Axel 3015 L 4kW CO2激光切割系统。
        
        在寻找满足车间不断增长之需求的激光系统时，Hampton 和 Ripley考虑了板材尺寸能力、切割厚度能力、功率、自动化程度、以及操作的简便性等。他们对这些特征，连同速度、精度、切割质量和软件等都进行了评估。带有集成上/下料系统及4kW CO2激光器的飞行光路激光系统使设备的特点和能力得到了最好的统一。Hampton说：“我们要用尽可能高的精度以及尽可能快的方式达到最高的质量水准。”
         一部分、漏斗、异径管之
间的转换导管、组合的肘
形管以及厨房排风管道等，
但是它也生产小尺寸零件。
批量大小在1000件以内。
        公司的大部分工件都是厚度为20～22标准单位（gauge）直至1/2英寸的不锈钢元件。利用该激光系统，SSMW可以切割较厚的不锈钢，这样它与当地其他机加工厂相比，就具有更大的竞争优势。
        
        4kW的激光功率还允许该工厂以较高的生产速度高效处理或薄或厚的软钢（3/4英寸）及铝（3/8英寸）材质。这种高输出功率使进给速度达到了最大化，同时显著提高了生产率。激光系统的飞行光路设计能够帮助精确实现较高的切削速度，而不管待切削的板材的尺寸或重量为多少。该公司可以达到以超出300英寸/分钟的速度切割零件，并以6700英寸/分钟的速度进行重复定位。
        
        SSMW用氮辅助气体处理无氧化物的零件，从而不产生毛刺。高质量零件在激光系统上通过一道工序就可以加工出来。激光处理后的零件质量避免了费时的磨削以及精加工操作，并保证了成本效益更好的生产。
        
        零件质量对该工厂尤其重要，因为它的主要客户总会出于美观及卫生的原因，而要求最高的零件质量和精度。Hampton说：“我们希望以更及时而成本效益更高的方式提供高质量零件和元件给我们的客户。我们希望成为推动这一行业的工作标准的一份子。”
         图3：SSMW用4kW激光机加
工的材料范围很宽，包括不
锈钢和铝材质。大部分零件为
22标准单位(gauge)厚～1/2英
寸的不锈钢。利用高功率谐振
腔，该公司可以加工更厚的
材料，处理更宽范围的项目。
        机床的坐标轴定位精度为± 0.002英寸/40英寸，重复定位精度为± 0.0004英寸，确保了一致的高精度处理。激光切割的精度和一致性还降低了焊接和组装时间。零件非常平滑而精确地组装在一起。Hampton说：“在激光系统上切割的零件可以完美地装在一起，从而大大减少了焊接和精加工方面的劳动。”
        
        考虑到未来的工作，并且为了每天24小时操作该激光系统，SSMW添设了一个三托盘上/下料系统。利用多个托盘，车间可以快速更换材料，大大降低材料的搬运。上料系统在每个工位可以搬运3/4英寸以内堆厚为12英寸的板。它可以依据所卸材料的重量或零件的尺寸通过CNC控制下料系统的速度，以确保所卸下的零件可以平稳地堆放。切割好的零件被存放在一个承重达5吨、堆放高度达14英寸的剪刀工作台上。
        
        利用完全集成的CNC控制式上/下料系统，可以独立完成上料和下料功能，总的上/下料时间为40秒。上/下料系统的集成还允许进行无人看管生产，让操作员可以腾出时间完成其他任务。当激光系统在进行切割时，机床操作员可以对下一组零件进行编程。无人看管操作为SSMW节省了大量成本，自从安装了激光机以来，已经大大缩减了对劳动力的需求。
         图4：SSMW给食品加工、化工及
医疗行业的客户提供零件。该公
司提供交钥匙工程、高质量一般
建造、过程管道系统、机械安装、
结构钢工件以及板金制造等服务。
        分包制造或激光加工使Hampton很少需要控制交货时间、生产过程或者最终结果。如今，SSMW能够比以前可以更快地响应客户的需求并提供单源解决方案(Single-source solution)。Hampton说：“我们的工作很大部分是在工厂下班时完成的。不必依赖于某个人让我们感觉很安心。”
        
        他继续说：“我们把服务作为我们生意的出发点。激光系统使得我们可以完全控制什么时候零件可以制造好，以及它们如何制造。周转时间是我们业务中一个关键问题，我们的声誉也建立在对客户能作出及时响应，并在客户需要时给他们提供非常高质量的产品之上。”
        
        他补充道：“这台激光机使得我们的客户对我们的能力具有更大的信心。我们的客户想要将精力集中在他们的业务上；他们想要将自己的制造任务委托给自己所信任的厂家去完成。”
        
        此外，该激光系统的灵活性还使得Hampton及Ripley可以追求其公司原有的支持业务以外的新业务。Hampton说：“该激光系统使得板金制造更加简单，并且使我们具备了追求新业务所需要的多样性。”
        
        SSMW工厂最近扩大了规模，增加了18000平方英尺面积，现在拥有30名全职员工。Hampton说，在激光技术方面投入的成本已经得到了回报。
        
        “这笔资金对一个小公司来说是一笔较大的投资，但是我们针对利益而权衡了风险，我们对自己的业务以及与客户的关系有信心。市场周转是一个问题，但不是一个大问题。我们已经在业务上实现了增长。”
        
        对于SSMW工厂，业务机遇正在不断增长。公司最近投资了额外的制造设备，包括一台带Easy-Form激光自适应折弯系统的Strippit/LVD PPEB 190/13精密弯板机以及一台Global 20 1225 CNC转塔式冲床。额外的产能进一步扩展了标准板金厂通过高质量产品快速而高效满足客户需求的能力。
        
        A high-speed laser with multi-pallet load/unload system doubles productivity, cuts labor requirements in half, and improves part quality for growing business.}