เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ชนิดใดที่เหมาะสมกับการผลิตเครื่องจักรการเกษตร

ข้อกำหนดด้านการตัดสำหรับการผลิตอุปกรณ์การเกษตร

การผลิตเครื่องจักรการเกษตรมีลักษณะเฉพาะด้านการตัด: ความหนาของวัสดุที่หลากหลาย ตั้งแต่แผ่นโลหะบาง 1 มิลลิเมตรสำหรับฝาครอบอุปกรณ์ไฟฟ้า ไปจนถึงแผ่นโลหะหนา 40 มิลลิเมตรสำหรับชิ้นส่วนไถพรวน, ปริมาณชิ้นส่วนที่ผลิตตั้งแต่ต้นแบบเพียงชิ้นเดียว ไปจนถึงชุดผลิตจำนวนมากถึง 5,000 ชิ้น, และรูปทรงเรขาคณิตที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนแผ่นแบนร่วมกับส่วนท่อทรงกลมและสี่เหลี่ยมผืนผ้าสำหรับโครงสร้างหลัก การเลือก เครื่องตัดเลเซอร์ หมายถึงการจับคู่ความสามารถของอุปกรณ์ให้สอดคล้องกับความหลากหลายนี้

ส่วนผสมของวัสดุในอุตสาหกรรมนี้ส่วนใหญ่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอน — คุณภาพโครงสร้าง S275 และ S355 รวมทั้งเหล็กทนการสึกหรอ เช่น Hardox สำหรับชิ้นส่วนที่สัมผัสกับพื้นดิน — โดยการใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเพิ่มขึ้นในเครื่องจักรที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์นมและปศุสัตว์ อลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบาสำหรับอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนรถแทรกเตอร์ โดยคำนึงถึงข้อจำกัดของกำลังยกสูงสุดของรถแทรกเตอร์ ระบบตัดต้องสามารถประมวลผลวัสดุทั้งหมดในช่วงนี้ได้โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องจักรเมื่อสลับระหว่างวัสดุชนิดต่าง ๆ

ผู้ผลิตเครื่องจักรการเกษตรรายหนึ่งในบราซิล ซึ่งผลิตเครื่องเก็บเกี่ยวอ้อยและเครื่องปลูกพืช ได้นำระบบไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงแบบปรับแต่งพิเศษมาใช้งาน เครื่องตัดเลเซอร์ การแก้ปัญหาหลังการตัดแผ่นโลหะกลายเป็นคอขวดในการผลิต โต๊ะตัดพลาสม่าแบบเดิมสร้างชิ้นส่วนที่ต้องผ่านขั้นตอนการขัดขอบก่อนเชื่อม เนื่องจากมุมเอียงของขอบที่เกิดขึ้นบริเวณส่วนของแผ่นโลหะที่หนา ขอบที่ได้จากเลเซอร์ไฟเบอร์มีลักษณะเป็นมุมฉากและปราศจากเศษโลหะหลอมเหลว (dross) บนวัสดุที่มีความหนาไม่เกิน 25 มิลลิเมตร จึงสามารถตัดงดขั้นตอนการขัดขอบรองลงได้ทั้งหมด ส่วนระบบการโหลดและปลดโหลดอัตโนมัติช่วยลดเวลาที่ไม่ได้ใช้ในการตัด (non-cutting handling time) สำหรับการเปลี่ยนแผ่นแต่ละแผ่น จาก 15 นาที ให้เหลือเพียงประมาณ 3 นาที บริษัท Tianchen Laser จัดส่งโซลูชันที่ออกแบบเฉพาะนี้ รวมถึงการควบคุมการติดตั้งและการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน

การกำหนดค่าเครื่องจักรสำหรับการผลิตอุปกรณ์ทางการเกษตร

ระบบที่สามารถตัดทั้งแผ่นโลหะและท่อ

โครงของอุปกรณ์ทางการเกษตรใช้ทั้งแผ่นโลหะสำหรับทำแท่นยึด แผ่นเสริมแรง (gussets) และฝาครอบ รวมทั้งส่วนที่เป็นท่อสำหรับองค์ประกอบโครงสร้าง การเชื่อมต่อกับข้อเหวี่ยง (drawbar) และโครงป้องกันการพลิกคว่ำ (roll-over protection structures) ระบบที่สามารถตัดทั้งแผ่นโลหะและท่อ เครื่องตัดเลเซอร์ เป็นระบบที่ประมวลผลวัสดุทั้งสองรูปแบบบนแพลตฟอร์มเครื่องจักรเดียวกัน จึงไม่จำเป็นต้องมีสถานีตัดแผ่นแยกต่างหากและสถานีตัดท่อแยกต่างหาก

ความสามารถในการประมวลผลท่อสามารถจัดการกับท่อกลม ท่อกำหนดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส และท่อกำหนดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 200–300 มิลลิเมตร และความยาวสูงสุด 6,000–9,000 มิลลิเมตร ด้วยระบบโหลดและปลดโหลดอัตโนมัติ ระบบหัวจับแบบหมุนจะหมุนท่อระหว่างการตัด เพื่อจัดตำแหน่งลำแสงให้เหมาะสมสำหรับการตัดรอยต่อที่ซับซ้อน เช่น การตัดแนวเฉียง (miter cuts), การตัดตามรูปทรงของชิ้นงานที่เชื่อมต่อกัน (cope cuts), และการตัดร่อง (slot features) ซึ่งโดยทั่วไปจะต้องใช้การตั้งค่าเครื่องหลายครั้งบนเลื่อยสายพาน (bandsaw) หรือศูนย์กลึง-กัด (machining center) เวลาไซเคิลการตัดท่อแต่ละรูปทรงใช้เพียง 30–90 วินาที แทนกระบวนการแบบเดิมที่ใช้เวลา 3–5 นาทีสำหรับการเลื่อย บวกกับอีก 10–15 นาทีสำหรับการกัด ต่อปลายท่อแต่ละชิ้น

การประมวลผลแผ่นโลหะบนเครื่องเดียวกันนี้รองรับแผ่นขนาดสูงสุด 1,500×3,000 มิลลิเมตร หรือ 2,000×4,000 มิลลิเมตร ขึ้นอยู่กับรูปแบบของเครื่อง ความสามารถแบบผสมผสานนี้ช่วยลดพื้นที่บนพื้นโรงงาน โดยรวมเครื่องสองเครื่องเข้าเป็นหนึ่งเดียว และทำให้การไหลของวัสดุเรียบง่ายยิ่งขึ้น — วัสดุดิบเข้ามาที่ปลายหนึ่งของเครื่อง ส่วนชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์ออกทางปลายอีกด้านหนึ่ง โดยไม่มีการขนส่งระหว่างเครื่องในขั้นตอนการประมวลผลแผ่นโลหะและท่อ

การเลือกช่วงกำลังไฟฟ้า

ความหนาของวัสดุในการผลิตทางการเกษตรมีช่วงตั้งแต่ฝาครอบและแผ่นป้องกันที่หนา 1 มม. ไปจนถึงโครงไถพลังงานและส่วนประกอบไถแปรดินลึกที่หนา 40 มม. การเลือกช่วงกำลังขับกำหนดว่าความหนาใดสามารถตัดได้อย่างคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ และความหนาใดจำเป็นต้องใช้ความเร็วต่ำกว่าหรือต้องผ่านกระบวนการหลังการตัด

ระบบกำลัง 3–6 กิโลวัตต์สามารถตัดเหล็กคาร์บอนที่มีความหนา 1–16 มม. ได้อย่างคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ซึ่งครอบคลุมงานส่วนใหญ่เกี่ยวกับตู้ครอบเครื่องจักรและชิ้นส่วนยึดติด ขณะที่ระบบกำลัง 12 กิโลวัตต์สามารถขยายขอบเขตการตัดที่คุ้มค่าไปยังเหล็กคาร์บอนที่มีความหนา 25–30 มม. และสามารถตัดวัสดุที่หนา 40 มม. ได้ด้วยความเร็วที่ลดลง สำหรับผู้ผลิตที่มีงานแผ่นโลหะหนาจำนวนมากเกิน 25 มม. การลงทุนในระบบกำลังสูงกว่านี้จะคืนทุนได้ผ่านการเพิ่มความเร็วในการตัดแผ่นโลหะหนา 40–60% และการตัดออกซึ่งมุมเอียง (bevel angle) ที่กระบวนการพลาสม่าเคยสร้างไว้บนวัสดุความหนานี้

ก๊าซช่วยตัดที่เป็นออกซิเจนสำหรับการตัดเหล็กคาร์บอนจะกระตุ้นปฏิกิริยาเอกโซเทอร์มิก ซึ่งเพิ่มความเร็วในการตัดให้สูงขึ้นเป็นสองเท่าอย่างมีประสิทธิภาพ ที่ระดับกำลังงานเดียวกัน ก๊าซช่วยตัดที่เป็นไนโตรเจนสำหรับการตัดเหล็กกล้าไร้สนิมจะให้ขอบที่สะอาดและไม่มีออกไซด์ พร้อมใช้งานสำหรับการเชื่อมโดยไม่ต้องทำความสะอาดเพิ่มเติม การเลือกก๊าซช่วยตัดจะถูกควบคุมอัตโนมัติโดยระบบควบคุม CNC ตามชนิดและขนาดความหนาของวัสดุที่ตั้งโปรแกรมไว้สำหรับแต่ละชิ้นงาน

คำถามที่พบบ่อย

ควรใช้กำลังเลเซอร์เท่าใดสำหรับการผลิตเครื่องจักรการเกษตร

กำลังเลเซอร์ 6 กิโลวัตต์ครอบคลุมงานตัดอุปกรณ์การเกษตร 80% ที่มีความหนา 1–20 มิลลิเมตร ส่วนกำลัง 12 กิโลวัตต์สามารถตัดวัสดุได้อย่างคุ้มค่าแม้ความหนาเกิน 30 มิลลิเมตร สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างและอุปกรณ์ไถพรวนหนัก การตัดสินใจเลือกกำลังเลเซอร์ควรพิจารณาจากความหนาที่มากที่สุดของวัสดุที่มีสัดส่วนไม่น้อยกว่า 20% ของปริมาณการผลิตทั้งหมด — ให้ปรับแต่งระบบให้เหมาะสมกับความหนาที่พบบ่อยที่สุด และยอมรับว่าความเร็วอาจลดลงเล็กน้อยเมื่อตัดวัสดุที่หนากว่านั้นเป็นครั้งคราว

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์หนึ่งเครื่องสามารถประมวลผลทั้งแผ่นโลหะและท่อได้หรือไม่

ใช่ เครื่องผสมแบบแผ่นและท่อสามารถประมวลผลแผ่นเรียบและส่วนท่อทรงกลม/สี่เหลี่ยมจัตุรัส/สี่เหลี่ยมผืนผ้าบนแพลตฟอร์มเดียวกันได้ โดยมีระบบเปลี่ยนโหมดอัตโนมัติ โมดูลท่อประกอบด้วยชุดจับหมุนและระบบรองรับ ในขณะที่โมดูลแผ่นใช้โต๊ะตัดมาตรฐาน บริษัท Tianchen Laser มีเครื่องผสมให้เลือกในช่วงกำลังงานตั้งแต่ 3 กิโลวัตต์ ถึงมากกว่า 12 กิโลวัตต์

การตัดด้วยไฟเบอร์เลเซอร์เปรียบเทียบกับพลาสม่าสำหรับชิ้นส่วนการเกษตรอย่างไร

ไฟเบอร์เลเซอร์สร้างขอบที่มีความแม่นยำและปราศจากเศษโลหะ (dross) บนวัสดุหนาไม่เกิน 25 มิลลิเมตร ซึ่งช่วยตัดขั้นตอนการขัดขอบที่จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนที่ตัดด้วยพลาสม่าออกไปได้ ส่วนพลาสม่ายังคงมีข้อได้เปรียบด้านความเร็วเมื่อตัดวัสดุหนา 40 มิลลิเมตรขึ้นไป และมีต้นทุนการลงทุนครั้งแรกต่ำกว่า จุดคุ้มทุนทางเศรษฐกิจขึ้นอยู่กับต้นทุนของกระบวนการรอง — ผู้ผลิตที่ใช้ค่าแรง 15–25 บาทต่อชั่วโมงสำหรับการขัดขอบ มักจะคืนทุนส่วนต่างของราคาเครื่องเลเซอร์ภายใน 18–24 เดือน

เครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์สามารถประมวลผลท่อที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหรือด้านใดด้านหนึ่งได้เท่าใด

ระบบทั่วไปสามารถตัดท่อทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20 มม. ถึง 220 มม. ท่อสี่เหลี่ยมจัตุรัสและสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีขนาดเทียบเท่ากัน และความยาวสูงสุด 6,000 มม. พร้อมระบบโหลดอัตโนมัติ สำหรับระบบที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานหนักจะสามารถรองรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกิน 300 มม. และความยาวเกิน 9,000 มม. ระบบตัดท่อแบบสามแคลมป์รุ่น M230 ของบริษัท Tianchen Laser ให้ความมั่นคงในการตัดท่อที่มีความยาวมากและน้ำหนักมาก

เครื่องตัดด้วยเลเซอร์สำหรับการผลิตอุปกรณ์การเกษตรต้องได้รับการบำรุงรักษาอย่างไร

ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนเลนส์ป้องกันทุกๆ 200–500 ชั่วโมงของการตัด หล่อลื่นรางนำเชิงเส้นทุกสัปดาห์ เปลี่ยนไส้กรองก๊าซช่วยทุกเดือน และบำรุงรักษาระบบระบายความร้อนทุกสามเดือน สภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นมากซึ่งพบได้ทั่วไปในโรงงานผลิตอุปกรณ์การเกษตรจำเป็นต้องเปลี่ยนเลนส์ป้องกันและไส้กรองบ่อยกว่าโรงงานผลิตที่มีสภาพแวดล้อมสะอาดกว่า

ระบบจัดการวัสดุอัตโนมัติช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับการเกษตรได้อย่างไร

การโหลดและถอดแผ่นอัตโนมัติช่วยลดเวลาที่ไม่ได้ตัดวัสดุจากการเปลี่ยนแผ่นแต่ละแผ่นจาก 10–15 นาที เหลือเพียง 2–3 นาที สำหรับโรงงานที่ประมวลผลแผ่นวัสดุมากกว่า 20 แผ่นต่อกะ การลดเวลานี้จะเพิ่มเวลาในการตัดที่มีประสิทธิผลได้ 2–3 ชั่วโมงต่อวัน ระบบจัดเก็บและโหลดอัตโนมัติของเทียนเฉิน เลเซอร์ ทำให้สามารถผลิตแบบไม่มีคนควบคุม (lights-out production) ได้ ซึ่งรองรับการดำเนินงานต่อเนื่องโดยไม่ต้องมีผู้ดูแล