EN
Lý do nên chọn giải pháp gia công đa dạng hình dạng vật liệu trên một máy duy nhất
Một xưởng gia công cắt cả chi tiết kim loại tấm và các đoạn ống cấu trúc thường sử dụng hai máy riêng biệt — một bàn cắt tấm và một hệ thống cắt ống — mỗi máy đòi hỏi diện tích mặt bằng riêng, kết nối nguồn điện và tiện ích, sự giám sát của nhân viên vận hành cũng như bảo trì định kỳ. Việc kết hợp cắt tấm và ống máy Cắt Laser tích hợp cả hai chức năng này vào một nền tảng máy duy nhất, cắt tấm phẳng từ bàn làm việc chính đồng thời gia công các đoạn ống tròn, vuông và chữ nhật thông qua hệ thống mâm cặp xoay tích hợp.
Việc tích hợp này giải quyết vấn đề luồng công việc do việc sử dụng các máy riêng biệt gây ra. Các chi tiết tấm cắt trên một máy phải được chuyển đến các trạm lắp ráp. Các đoạn ống cắt trên một máy khác lại đến cùng các trạm lắp ráp đó thông qua một lộ trình luồng công việc khác. Khi một máy hoàn tất trước máy kia, quá trình lắp ráp sẽ bị đình trệ do chờ đợi loại chi tiết còn thiếu. Một máy tích hợp có khả năng gia công cả hai dạng chi tiết sẽ cung cấp đồng thời bộ chi tiết hoàn chỉnh cho khâu lắp ráp — ví dụ: giá đỡ và đoạn ống mà giá đỡ đó được lắp lên sẽ được cắt trong cùng một chuỗi sản xuất.
Một nhà sản xuất đồ nội thất bằng thép chuyên sản xuất khung bàn làm việc văn phòng đã chuyển từ các quy trình cắt riêng biệt bằng laser tấm và cưa ống sang hệ thống laser sợi quang tích hợp xử lý cả tấm và ống. Quy trình trước đây yêu cầu cắt các đoạn ống theo chiều dài trên máy cưa băng, sau đó phay hình dạng đầu ống để chuẩn bị cho mối hàn. Mô-đun cắt ống của hệ thống laser tích hợp mới thực hiện cả hai công việc — cắt ống theo chiều dài và tạo hình đầu ống — trong một lần duy nhất, bao gồm các đường cắt ghép (cope cuts) cho các mối nối chữ T và các đường cắt vát (miter cuts) cho các mối nối góc, nhờ đó loại bỏ hoàn toàn bước phay. Tổng thời gian gia công mỗi khung giảm từ khoảng 18 phút xuống còn 7 phút, đồng thời diện tích mặt bằng chiếm bởi một máy duy nhất đã được giải phóng để sau đó bố trí thêm một trạm lắp ráp.
Tích hợp kỹ thuật xử lý tấm và ống
Kiến trúc máy
Kết hợp máy Cắt Laser lắp đầu cắt lên một hệ thống xà ngang di chuyển dọc theo toàn bộ chiều dài bàn máy. Đối với việc cắt tấm, đầu cắt di chuyển theo hai trục X–Y trên bàn làm việc phẳng, đồng thời trục Z điều chỉnh độ cao để kiểm soát tiêu cự. Đối với việc cắt ống, hệ thống xà ngang định vị đầu cắt tại trạm cắt ống — thường được lắp đặt ở một đầu khung máy — nơi một mâm cặp quay kẹp và xoay ống trong khi đầu cắt di chuyển dọc theo trục ống và theo hướng bán kính để tạo hình bề mặt ống.
Thời gian chuyển đổi giữa chế độ cắt tấm và cắt ống mất từ 30 đến 120 giây — trong khi bàn cắt tấm đang nạp hoặc dỡ vật liệu thì bộ nạp tự động tại trạm cắt ống sẽ đưa đoạn ống tiếp theo vào vị trí. Việc vận hành song song này cho phép sản xuất gần như liên tục, chỉ bị gián đoạn ngắn trong khoảng thời gian chuyển đổi giữa hai dạng vật liệu.
Bộ điều khiển máy duy trì các thư viện tham số riêng biệt cho việc cắt tấm và cắt ống. Thư viện tấm lưu trữ tốc độ, công suất, khí hỗ trợ và vị trí tiêu điểm cho từng tổ hợp vật liệu—độ dày trên tấm phẳng. Thư viện ống bổ sung thêm tốc độ trục quay, mẫu hình học mặt cắt ngang và các tham số khoan ban đầu, vốn khác nhau khi chùm tia khoan vào bề mặt cong so với bề mặt phẳng.
Khả năng xử lý ống
Mâm cặp quay có thể xử lý ống tròn có đường kính từ 20 mm đến 220 mm và các tiết diện vuông/chữ nhật trong giới hạn tương đương. Các đoạn ống dài tới 6.000 mm được xử lý với hệ thống nạp liệu tự động; các đoạn dài hơn, tối đa 9.000 mm, có thể được cắt bằng cách nạp liệu thủ công hoặc sử dụng giá đỡ mở rộng.
Đầu cắt tạo hình đầu ống để chuẩn bị mối hàn — các đường cắt xiên (miter) ở góc từ 15–75 độ, các đường cắt ôm (cope) để hàn mối nối dạng chữ T và các rãnh dọc thân ống nhằm tạo liên kết khung kiểu khớp nối. Các mẫu lỗ dùng cho kết nối bu-lông, đi dây cáp và thoát nước được cắt tùy theo đường kính và độ dày thành ống. Việc lặp lại chính xác các mẫu này giữa các mẻ sản xuất giúp loại bỏ sự chênh lệch về độ khít lắp phát sinh từ việc cắt và khoan riêng lẻ.
Tối ưu hóa Nesting
Phần mềm sắp xếp vật liệu (nesting) tối ưu hóa đồng thời cả tấm phẳng và ống. Việc sắp xếp tấm đạt hiệu suất sử dụng vật liệu từ 75–85% khi thực hiện tự động bằng phần mềm, so với mức 60–70% khi làm thủ công. Việc sắp xếp ống lần lượt đặt các chi tiết dọc theo chiều dài ống nhằm giảm thiểu lượng vật liệu thừa, đồng thời tự động tính toán khoảng cách giữa các chi tiết dựa trên chiều rộng vết cắt (kerf) và vùng kẹp ở mỗi đầu ống.
Các câu hỏi thường gặp
Chênh lệch chi phí giữa các máy riêng lẻ và hệ thống tích hợp là bao nhiêu?
Hệ thống kết hợp tấm và ống thường có chi phí cao hơn 30–50% so với máy chỉ cắt tấm, nhưng lại thấp hơn 20–30% so với việc mua riêng hai máy cắt tấm và cắt ống. Tiết kiệm từ việc sử dụng một máy duy nhất không chỉ nằm ở chi phí mua sắm — mà còn bao gồm: một nền móng, một kết nối nguồn điện/utility, một máy làm lạnh (chiller), một hệ thống thu bụi và một vị trí vận hành thay vì hai bộ như khi dùng hai máy riêng biệt.
Liệu một máy cắt tấm hiện có có thể nâng cấp (retrofit) để xử lý ống được không?
Việc nâng cấp (retrofit) về mặt kỹ thuật là khả thi, nhưng hiếm khi mang lại hiệu quả về chi phí so với việc mua một hệ thống tích hợp sẵn. Mô-đun cắt ống đòi hỏi trục quay (rotary axis), hệ thống đỡ ống và phải điều chỉnh đáng kể bộ điều khiển. Phần lớn các xưởng gia công nhận thấy rằng việc đổi máy hiện có lấy một hệ thống kết hợp tích hợp sẵn tại nhà máy sẽ mang lại kết quả tốt hơn so với việc nâng cấp tại hiện trường.
Chất lượng cắt ống so với cắt bằng cưa và gia công cơ khí thì như thế nào?
Các đầu ống được cắt bằng tia laser không có ba-vơ và sẵn sàng hàn ngay mà không cần các công đoạn gia công phụ — loại bỏ hoàn toàn việc làm sạch ba-vơ và phay đầu ống như khi cắt bằng cưa. Tia laser đạt độ chính xác hình dạng đầu ống ở mức ±0,1 mm, tương đương với gia công trên máy CNC. Hệ thống ba mâm cặp M230 của Tianchen Laser duy trì độ chính xác định vị ống trong suốt chu kỳ cắt.
Các hệ thống kết hợp có thể gia công những hình dạng và kích thước ống nào?
Các tiết diện tròn, vuông và chữ nhật là tiêu chuẩn. Một số hệ thống còn có thể xử lý các tiết diện ô van, tiết diện dạng D và tiết diện hình chữ U với các cấu hình hàm kẹp phù hợp. Đường kính tối đa dao động từ 200–300 mm tùy theo cấu hình máy. Tianchen Laser cung cấp các máy kết hợp với dải công suất từ 3 kW đến hơn 12 kW.
Phần mềm sắp xếp tự động (nesting) xử lý sản xuất hỗn hợp tấm và ống như thế nào?
Phần mềm quản lý các động cơ sắp xếp riêng biệt cho tấm phẳng 2D và ống 1D, hiển thị một hàng đợi sản xuất thống nhất cho người vận hành. Cả hai dạng vật liệu đều được xử lý từ một tệp công việc duy nhất — phần mềm tự động định tuyến các chi tiết tấm đến bàn cắt phẳng và các chi tiết ống đến trạm quay dựa trên hình học của chi tiết.
Bảo trì nào là đặc thù đối với các máy kết hợp?
Mâm cặp quay tại trạm ống yêu cầu bôi trơn cơ cấu mâm cặp và các ổ trượt tuyến tính thường xuyên hơn so với bàn cắt tấm — thông thường là hàng tuần đối với các hệ thống sử dụng nhiều. Bao che bảo vệ dạng bệch (bellows) bao phủ các đường dẫn tuyến tính tại trạm ống cần được kiểm tra để phát hiện sự tích tụ bụi bẩn, điều này có thể gây mài mòn sớm các gioăng kín trong các môi trường có lượng bụi cắt đáng kể.