Maximaliseer ROI met Slimme Automatisering: De Beste Staafvoeder Selecteren

Vragen over de beschikbaarheid van betrouwbare, geschoolde arbeidskrachten, de kosten ervan en gerelateerde aansprakelijkheidsvraagstukken spelen nu boven in bij fabrikanten, nu de werkloosheidscijfers blijven dalen. Fabrikeigenaren zoeken creatieve manieren om de productiviteit te verhogen en arbeid te reduceren, en automatisering wordt in elk nieuw project overwogen. Voor draaioperaties levert staafvoeding de grootste opbrengst voor de investering, maar een fabriek moet het staafvoedertype kiezen dat het beste aan zijn behoeften voldoet.

Typen Staafvoerders en Hun Populariteit

Volgens de meeste schattingen zijn korte staafvoerders het populairste type, goed voor ongeveer de helft van alle staafvoerders die in de Verenigde Staten worden verkocht en ongeveer 35 procent van de totale dollerverkopen. Volledige magazijn-stijl staafvoerders staan voor ongeveer 30 procent van de totale eenheidsverkopen in de VS en ongeveer 35 procent van de totale dollerverkopen. De cijfers liggen anders in Europa, waar volledige staafvoerders de norm zijn en korte staafvoerders vergelijkelijk zeldzaam. De cijfers zijn misschien interessant, maar helaas kunnen ze een fabriek niet helpen bij de beslissing. Reeksgroottes, onderdeeldiameters, materialensoorten, nauwkeurigheidsvereisten, de behoefte aan bemanningsloze bewerkingsmogelijkheden en dergelijke overwegingen zullen het type staafvoeder bepalen dat het beste voor elke fabriek is. Elk type staafvoeder heeft unieke voordelen die tegen de specifieke behoeften van de fabriek afgewogen moeten worden. Hier zijn de belangrijkste overwegingen.

Reeksgrootte

Welke reeksgrootten worden typisch op de draaibank gedraaid? Als de CNC-draaibank voornamelijk voor kortlopend werk met frequente opsteltijden wordt gebruikt, is de spindellengte staafvoeder de logischste keuze. Bij dergelijke staafvoerders wordt de volledige lengte van de staaf bij aanvang in het draaibankspindel gevoerd. Met kleine reeksen is een groot volume te bewerken materiaal niet cruciaal, dus in de meeste gevallen zal de beperkte capaciteit van een spindellengte staafvoeder voldoende zijn om de benodigde capaciteit voor de klus te dekken.

De korte staafvoeder kan overwogen worden voor een grote reeks in gevallen waar geëxtrudeerde of gevormde materialen met hoge toer moeten draaien en rechtstand een probleem kan zijn. Wanneer korte lengtes van dergelijke materialen volledig in het draaibankspindel worden opgenomen, kunnen ze met volle toer voor bewerking worden gedraaid zonder trillingsproblemen, omdat de hele staaf in het spindel zit. Over het algemeen is de korte staafvoeder meer vergevingsgezind voor ongebalanceerde (niet-symmetrische) extrusies en gebogen of geboogde staven die anders trillingen zouden veroorzaken.

Als de productiehoeveelheden groot zijn en productiviteit en het halen van de meeste stukken uit de staaf belangrijk zijn, zal de eigenaar van de draaibank waarschijnlijk meer baat hebben bij de 12-voet magazijn-stijl staafvoeder. Vanuit productiviteitsoogpunt kan het gebruik van lange staven helpen de arbeidskosten te verlagen, omdat de machine langer bemanningsloos kan draaien. Eén operator kan twee of drie dergelijke machines bedienen. De machines lopen minder snel het materiaal uit, wat wachttijden van 10 minuten hier, 15 minuten daar voorkomt.

Materiaalverspilling Factoren

Waar maximale materiaalbenutting belangrijk is, is de 12-voet capaciteits staafvoeder een goede keuze, omdat de hele staaf wordt omgezet in bruikbare onderdelen, met uitzondering van een enkele rest. Daartegenover staat dat wanneer een 12-voet lange staaf in drie of vier lengtes wordt gezaagd die in een spindellengte staafvoeder worden geladen, een gelijk aantal resten ontstaat, wat betekent: minder onderdelen per 12-voet staaf en meer schroot.

Draaibank Spindellengte

De lengte van het draaibankspindel is geen factor bij het overwegen van een 12-voet capaciteits staafvoeder. Het kan echter niet genegeerd worden bij de spindellengte staafvoeder. Veel CNC-staafmachines hebben spindels waarin korte staven van maximaal 4 voet volledig kunnen worden ingevoerd. Dergelijke draaibanken kunnen 3- en 4-voet lengtes verwerken die uit standaard 12-voet staven zijn gezaagd. Materiaalverlies door resten van de korte staven is diverse keren hoger dan het verlies van een continue 12-voet staaf.

Onderdelenlengte Overwegingen

De 12-voet magazijn-stijl staafvoeder levert typisch betere materiaalbenutting dan de spindellengte staafvoeder. Ongeacht de onderdelenlengte is materiaalverlies van een continue 12-voet staaf beperkt tot één rest. Echter, naarmate de onderdelenlengte toeneemt op een draaibank bediend door een spindellengte staafvoeder, kunnen de resten die overblijven van elk van de drie of vier korte lengtes gezaagd uit een continue 12-voet staaf, een significant percentage van de staaf vertegenwoordigen.

Als de klus ringvormige onderdelen betreft, kan een 3-voet staaf een uur duren. Maar als het motoraassen betreft, kan de draaibank een 3-voet staaf in minuten verbruiken, en moet hij dan pauzeren terwijl de volgende korte staaf wordt geladen. De tijd die de korte staafvoeder nodig heeft om de korte staavlengtes in de draaibank te laden, kan de productiesnelheden voor het onderdeel remmen.

Magazijn Ontwerp

Fabrieken die van plan zijn hun CNC-staafmachines bemanningsloos te laten draaien overnachts, tijdens feestdagen en weekends, maken zich zorgen over andere zaken. Bemanningsloos draaien stelt speciale eisen, niet in de laatste plaats de mogelijkheid om de machine voldoende grondstof te voorzien om de gewenste periode door te draaien. De hoeveelheid tijd dat de draaibank bemanningsloos kan draaien, uitgaande van het feit dat alle andere systemen correct functioneren, hangt af van hoeveel materiaal het magazijn van de staafvoeder kan bevatten.

Fabrieksindeling

In situaties waar vloerruimte schaars is, wordt de spindellengte staafvoeder meestal bevorzugd, omdat het slechts ongeveer de helft van de ruimte inneemt die nodig is voor een 12-voet capaciteits staafvoeder. De besparing in vloerruimte is misschien niet zo groot voor een enkele staafvoeder, maar bij een installatie met meerdere machines kan de ruimtebesparing vaak voldoende zijn om een of meer extra draaibanken en staafvoerders te installeren dan anders mogelijk zou zijn.

Veel bedrijven die spindellengte staafvoerders kopen, doen dit omdat ze geloven dat ze geen ruimte hebben voor een 12-voet capaciteits staafvoeder. Leveranciers van staafvoerders wijzen erop dat zodra potentiële kopers de voordelen van de 12-voet capaciteits staafvoeder ten opzichte van de spindellengte staafvoeder berekenen in termen van productiviteitswinst en verhoogde materiaalbenutting, ze op een of andere manier de ruimte voor de grotere eenheid vinden.

Snijsnelheden

Historisch gezien hebben fabrieken die staafmachines bedienden, een probleem gehad met het controleren van de whip en trilling die optreedt in een lange staaf wanneer deze met hoge snelheid wordt gedraaid. De hoofdoorzaken van het probleem omvatten de moeilijkheid om een nauw ingeperkte staaf te controleren die met snelheden van tot 10.000 toer/min draait en het gebrek aan uniformiteit in het staafmateriaal zelf. Ironisch genoeg, terwiel draaibankfabrikanten de spindelsnelheden van hun machines verhoogden om de productiviteit te verbeteren, moesten fabrikeigenaren de spindelsnelheid terugbrengen om de effecten van trilling op zaken als nauwkeurigheid, oppervlakteafwerking en houdbaarheid van snijgereedschappen te minimaliseren.

Vandaag de dag is de situatie aanzienlijk verbeterd. Beter staafvoederontwerp plus breder gebruik van centraalgeschlepen staafmateriaal hebben het mogelijk gemaakt voor 12-voet capaciteits staafvoerders om 12-voet staven van tot 2 inch diameter op of nabij maximale spindelsnelheden te voeren. Gebruikers van dergelijke staafvoerders hoeven de spindelsnelheid niet meer op te offeren om productiviteit te krijgen met goede materiaalbenutting.

Minimaliseren van Spindeldowntime

De hoeveelheid tijd die nodig is om de staafvoeder om te schakelen voor een andere staafdiameter is een ander belangrijk overweging. De spindellengte staafvoeder heeft hier de voorkeur vanwege zijn eenvoudigere werking. Typisch kan de spindellengte staafvoeder in 5 tot 10 minuten omgeschakeld worden om een andere staafdiameter te draaien, mits de correcte spindelvoering beschikbaar is. De meeste van die tijd gaat zitten in het verwijderen van de voering uit het draaibankspindel en het vervangen ervan door een die de diameter van het staafmateriaal voor de volgende klus beter matcht.

De snelle omschakeltijd van de spindellengte staafvoeder is een belangrijk voordeel voor fabrieken die veel kortlopend werk doen. De korte staavlengtes zijn lichter, minder onhandig en minder vermoeiend om te hanteren dan 12-voet staven, wat ook helpt de omschakeling te versnellen.

Omschakelen van de ene staafdiameter naar de andere op een 12-voet magazijn-stijl staafvoeder kan variëren van 45 minuten op oudere modellen tot slechts 5 minuten op nieuwere staafvoederontwerpen. De omschakeltijd hangt primair af van of de leidingskanaal, die de staaf ondersteunt en inperkt terwijl hij in de staafvoeder draait, gewijzigd hoeft te worden. Als de staafgrootte voor de volgende klus vergelijkbaar is met die van de net afgeronde klus, kan hetzelfde leidingskanaal worden gebruikt, wat de opsteltijd verkort. Als het leidingskanaal gewijzigd moet worden, kan de opstelling twee keer zo lang duren, echter, nieuw ontwikkelde staafvoedertechnologie richt zich op het reduceren van deze omschakeltijd en frequentie.

Shopfloor Logistiek

Fabrieken moeten het meest uit hun werknemers halen, en een belangrijke stap om deze piekprestaties te bereiken omvat het bieden van een omgeving die werknemers geïnteresseerd houdt in hun werk en het potentieel voor letsels op de werkvloer minimaliseert. Aangezien minder handmatige staafhantering betrokken is bij het gebruik van volledige magazijn-stijl staafvoerders, hebben operators minder ingedrukte vingers, gestrekte ruggen en dergelijke letsels. In feite kan met de huidige bundellaaders een bundel van 5.000 pond staven via een kraan direct aan de staafvoeder worden geleverd zonder ooit door shoppersoneel te worden aangeraakt. Operators worden dan vrijgesteld om productievere taken te doen zoals het bedienen van meerdere machines en het monitoren van onderdeelkwaliteit.

Totale Bezitskosten

Voor fabrieken die regelmatig kortlopende taken plannen en in staat moeten zijn om een reeks onderdeeldiameters te accommoderen, kan de spindellengte staafvoeder een uitstekende pasvorm zijn en past in de meeste budgetten. Terwijl de 12-voet capaciteits magazijn-stijl staafvoeder misschien tweemaal zoveel kost aan de voorkant, kunnen fabrieken met grootvolume klussen deze optie een betere waarde vinden omdat het helpt concurrentieprijsstelling te handhaven door goede productiesnelheden en lage schrootratio's.

Een fabriek kan de spindellengte staafvoeder gebruiken voor grootvolume werk (veelen doen dat), misschien op de theorie dat de besparing op de aankoopprijs meer dan compenseert voor een iets lagere opbrengst per 12-voet staaf en een iets langzamere productiesnelheid. Zoals de grafiek hierboven toont, wordt bij gebruik van een spindellengte staafvoeder voor grootvolume werk de gemiddelde totale return on investment hetzelfde als die van een 12-voet capaciteits staafvoeder na zes maanden. De vergelijking van het 12-voet capaciteitsontwerp met een 6-voet model toont een nog dramatischer verschil, met het break-even punt op slechts twee maanden.

De Eindbeslissing

Voor die fabrieken op de markt voor een magazijn-stijl staafvoeder, zouden deze richtlijnen nuttig moeten zijn bij het correct kiezen tussen een spindellengte staafvoeder en een 12-voet capaciteits staafvoeder. Een fabriek zou zijn specifieke behoeften nauwkeurig moeten overwegen in relatie tot de voordelen van elk staafvoedertype en de relatieve impact die dergelijke automatiseringsoplossingen kunnen hebben op arbeid voordat men zich committeert tot de investering.