DAVID LARCOMBE
في مصنع شركة إنديسبينشن، المُصنّعة للمقطورات، في بولتون، لانكشاير، إنجلترا، تضاعفت إنتاجية قطع الصفائح المعدنية بعد استبدال آلة تعمل بالليزر ثاني أكسيد الكربون في ديسمبر 2016 بمركز تشكيل بالليزر الليفي من طراز Bystronic ByStar Fiber 6520 بتكلفة تقارب 800,000 جنيه إسترليني (حوالي 1.3 مليون دولار أمريكي؛ الشكل 1). يتميز ليزر الألياف بقوة 4 كيلوواط بسرير سعة 6.5 × 2 متر، مما يجعله أكبر آلة ألياف تم تسليمها إلى السوق البريطانية حتى الآن.
علق ستيف سادلر، مدير المشتريات في شركة إنديسبنشن، قائلاً: "نقطع بشكل رئيسي الفولاذ الطري 43A والفولاذ المجلفن مسبقًا، بالإضافة إلى بعض الألومنيوم، بسُمك يتراوح بين 1 مم و12 مم. يقطع ليزر الألياف حتى 3 مم أسرع بثلاث مرات من ثاني أكسيد الكربون. يخترق فولاذًا بسمك 1 مم، مُنتجًا 10 ثقوب في الثانية. تتضاءل هذه الميزة مع زيادة السُمك، ولكن بشكل عام، فإن سرعة ByStar مضاعفة في جميع المقاييس التي نعالجها. بضربة واحدة، تخلصنا من مشكلة الاختناق في مصنعنا التي كانت ناجمة عن عدم قدرة آلة ثاني أكسيد الكربون على مواكبة عبء العمل المتزايد في مجال القطع بالليزر."
تم شراء ليزر الألياف في تبادل جزئي لنموذج Bystronic CO2 ذي القدرة المكافئة لنموذج Indespension الذي تم توريده في عام 2009. وأكد Sadler أنه تم تحقيق سعر جيد للآلة القديمة، على الرغم من أنها كانت تعمل لمدة تصل إلى 20 ساعة في اليوم، مسلطًا الضوء على الاحتفاظ بالقيمة كميزة لشراء المعدات من هذه الشركة المصنعة.
في البداية، كان الهدف الرئيسي للاستثمار في القطع بالليزر هو تعزيز التحكم الداخلي في إنتاج المقطورات وتوفير تكلفة تكليف مقاولي الصفائح المعدنية من الباطن بالعمل. ومن الاعتبارات المهمة الأخرى تبسيط عملية النمذجة والتصميم، وتسريع طرح المنتجات الجديدة في السوق.
قبل عام ٢٠٠٩، كان علينا خلال تطوير المنتج شراء مجموعة أو مجموعتين أو ثلاث مجموعات من قطع الصفائح المعدنية النموذجية، كما تابع سادلر. لم يكن المقاولون من الباطن يرغبون في إنتاج كميات صغيرة كهذه، لذا كان السعر مرتفعًا، وكانوا يستغرقون من أربعة إلى ستة أسابيع لتسليم النماذج الأولية. إذا احتجنا إلى إجراء تغيير في التصميم والعودة إلى المقاول من الباطن للحصول على نماذج أولية أخرى - قد يكون ذلك شيئًا بسيطًا كمجموعة جديدة من واقيات الطين - فقد يستغرق ذلك شهرًا آخر أو نحو ذلك. أما الآن، فيمكننا إنتاج القطع داخليًا في غضون أيام، مما يقلل مدة التسليم لمقطورة جديدة من ستة أو سبعة أشهر عادةً إلى أقل من خمسة أشهر، أو لمقطورة معدلة من ثلاثة أو أربعة أشهر إلى أقل من شهرين.
أشار سادلر إلى أنه قبل عقد من الزمن، كانت مقطورات قليلة مزودة بميزات القطع بالليزر، بينما تُستخدم هذه الميزات اليوم على نطاق واسع. في الواقع، صُممت المنتجات بناءً على الإمكانات الهائلة لآلات القطع بالليزر الحديثة. ومن مزاياها دقة التصنيع العالية، مما يسمح بتركيب المكونات بدقة وسرعة أثناء التجميع، دون الحاجة إلى تركيب يستغرق وقتًا طويلاً.
الميزة الأخرى هي سرعة التصنيع، خاصةً باستخدام ليزر الألياف، مما يجعله طريقة فعّالة من حيث التكلفة لتخفيف وزن المكونات من خلال دمج العديد من الثقوب والشقوق. أما العمل اليدوي، فسيكون مكلفًا للغاية، وبالتالي غير اقتصادي.
تعمل وحدة القطع بالليزر بنظام الدوامين الليلي والنهاري، بالإضافة إلى انقطاع التيار الكهربائي خلال أشهر الصيف، بإجمالي 18 إلى 20 ساعة يوميًا، خمسة أيام في الأسبوع. أما بقية العام، فتعمل بنظام الدوامين النهاري والليلي لمدة 10 إلى 12 ساعة يوميًا.
قررت شركة Indespension عدم تركيب معدات الأتمتة نظرًا لمعالجتها مجموعة واسعة من أحجام الصفائح، مما يجعل التحميل الآلي أمرًا صعبًا. كما أن نطاق أحجام المكونات كبير، ويتراوح من أكثر من 5.8 أمتار. لذا، يلزم حضور المشغل لإدارة هذا التنوع، ولذلك يُستخدم نظام رفع يدوي مزود بمنصة شفط لمناولة الصفائح (الشكل 2).
الشكل 2. تتم عملية مناولة الألواح داخل وخارج طاولة النقل الخاصة بجهاز ByStar Fiber 6520 يدويًا في Indespension باستخدام جهاز رفع وسادة الشفط.
ومع ذلك، يُمثل هذا مشكلة للشركة إذا اقتصرت دورة الإنتاج على عدد قليل من القطع البسيطة، وكانت تُقطع من صفيحة رقيقة. دورة القطع سريعة جدًا في آلة ليزر الألياف، بحيث لا يتوفر للمشغل الوقت الكافي لإنهاء هزّ القطع من الهيكل السابق قبل أن تصبح الصفيحة المُشَكَّلة التالية جاهزة، أو لتحميل القطعة التالية على طاولة النقل.
لذلك، تفكر الشركة في تضمين علامات دقيقة في بعض برامج قطع الصفائح المعدنية بحيث تظل الأجزاء المحددة متصلة بالهيكل، مما يسمح بنقل الصفائح المعالجة بالكامل إلى محطة غير متصلة بالإنترنت، حيث يمكن لعضو آخر من الموظفين المساعدة في إزالة المكونات.
من بين قطع الصفائح المعدنية المقطوعة بالليزر التي تُستخدم في مقطورات إنديسبينشن، يتطلب 80% منها الطي. ولذلك، عند تركيب أول آلة ليزر، تم تسليم مكبس ثني مزدوج من نفس المورّد (الشكل 3).
هناك فوائد إنتاجية من الحصول على آلة القطع بالليزر ومكابس الثني من نفس المورد، حيث تستخدم جميعها برنامج BySoft 7 نفسه. عند تصميم مكون جديد باستخدام نظام Indespension SolidWorks CAD وتصديره إلى برنامج التحكم Bystronic، الذي يتضمن بدوره وظائف CAD/CAM ثلاثية الأبعاد قوية، يُنشئ النموذج برنامجًا للقطع بالليزر وتسلسلًا لثني المكون، بما في ذلك موضع المقياس الخلفي ومخطط الأدوات، مما يقلل من التأخير ووقت التوقف.
يعد البرنامج نفسه، الذي يتمتع بقدرات محاكاة كاملة، مسؤولاً عن تعشيش الحد الأقصى لعدد الأجزاء من ورقة، وإنشاء خطط القطع وتوفير نظرة عامة على عملية التصنيع، بما في ذلك الوصول الفوري إلى بيانات الإنتاج والآلة.
واختتم سادلر حديثه قائلاً: "نحن ملتزمون بقيادة السوق من حيث الابتكار والجودة والمعايير البيئية. ويساعدنا الاستحواذ على ليزر الألياف من شركة بيسترونيك على تحقيق هذه الأهداف، بالإضافة إلى توفير زيادة ضرورية في الطاقة الإنتاجية. كما يُجسّد التزامنا بالتصنيع في المملكة المتحدة، وهو جزء أساسي من قيم شركتنا".
