La linea di taglio al plasma più produttiva per profili di irrigidimento nella costruzione navale

Attraversando la linea di pannelli di un cantiere navale, di solito sentirete la stessa cosa: la torcia al plasma non è il collo di bottiglia. Profili di irrigidimento, barre piatte, bulbi, angolari e sezioni a T passano attraverso la stazione di taglio in pochi secondi, ma la linea perde comunque ore ad ogni turno. Sulle linee di taglio al plasma veramente produttive per profili di rinforzo nella costruzione navale, la differenza raramente è la pura potenza del plasma. È il modo in cui la movimentazione, i parametri di taglio, le condizioni del rotolo e lo smistamento a valle si integrano.

Costruiamo macchine utensili pesanti per acciaierie, laminatoi e cantieri navali, e per più di vent’anni abbiamo trascorso molto tempo accanto alle linee di produzione dei pannelli, osservando dove la produzione effettivamente scompare. Questo articolo raccoglie tali osservazioni.

Cosa significa veramente "più produttivo" su una linea di profili di irrigidimento

La produttività su una linea di taglio di irrigidimenti è facile da misurare in modo errato. I metri di taglio all’ora sembrano impressionanti ma non dicono nulla sulla rilavorazione. La cifra che conta è quanti profili finiti raggiungono la messa a punto senza rettifica, raddrizzatura o ritaglio. In pratica tre numeri ti dicono se una linea è realmente produttiva:

• Profili per turno, conteggiati dopo la cernita anziché alla fiaccola
• Tasso di rilavorazione, ovvero la percentuale di profili che necessitano di rettifica dei bordi o di un secondo taglio
• Utilizzo della linea, la parte del turno in cui la stazione di taglio sta tagliando invece di attendere la lastra, i materiali di consumo o la decisione dell'operatore

Le linee che ottengono buoni risultati in tutti e tre i settori solitamente condividono le stesse scelte progettuali: programmazione offline con annidamento già collaudato, controllo automatico dell'altezza della torcia di cui gli operatori si fidano piuttosto che sovrascrivere e torce sufficienti per tagliare strisce a velocità moderata invece di una torcia spinta al suo limite termico. L’apporto di calore è il vincolo nascosto. L'esecuzione di una barra piatta da 12 mm alla velocità massima consentita dalla macchina può apparire buona sul display, ma la bava e l'indurimento del bordo che ne conseguono costano di più a valle rispetto alla velocità raggiunta.

Abbinamento del metodo di taglio al tipo di profilo

I profili di irrigidimento non sono un unico prodotto. Ciascuna geometria risponde in modo diverso al plasma e una linea ottimizzata per una rallenterà su un'altra.

Laddove due geometrie condividono lo stesso spessore e materiale, raggrupparle in un unico piano di nidificazione e tagliarle in un unico passaggio rappresenta spesso il maggiore guadagno di produttività disponibile senza acquistare nuovo hardware. Il taglio della linea comune è ciò che lo rende pratico e vale la pena progettare il layout della piastra attorno ad esso anziché trattarlo come un ripensamento.

I colli di bottiglia che riducono silenziosamente la produttività

Chiedi a un supervisore di linea dove va il turno e otterrai un elenco che sorprendentemente ha poco a che fare con la testa della torcia:

1. Impostazione dei parametri per spessore e materiale. Se una ricetta deve essere rifatta ogni volta che arriva un nuovo piatto, la linea è ferma mentre il cannello va bene.
2. Deriva di controllo altezza torcia. I materiali di consumo usurati modificano la tensione dell'arco e il controller inizia silenziosamente a inseguire il numero sbagliato.
3. Planarità e distorsione della placca. La piastra arcuata modifica la situazione di stallo lungo il taglio e l'apporto di calore si aggiunge all'arco.
4. Qualità delle scorie e dei bordi. Ogni profilo che necessita di rettifica richiede manodopera che la linea di taglio avrebbe dovuto risparmiare.
5. Usura dei materiali di consumo. La reazione al guasto di ugelli ed elettrodi trasforma un arresto pianificato in uno non pianificato.
6. Scarico e smistamento. La stazione di taglio è raramente la stazione più lenta su una linea di pannelli; spesso lo è la gru o il tavolo di smistamento.

Nota quanti di questi elementi sono meccanici anziché elettrici. La planarità e la maneggevolezza sono le due cose più spesso lasciate fuori dal budget e sono quelle in cui il profitto dura più a lungo.

Perché la condizione di rollio imposta la velocità massima della linea

Prima che la lamiera o la bobina raggiungano la torcia, passano attraverso i rulli livellatori. Dopo il taglio, le strisce di irrigidimento spesso passano attraverso rulli pressori e rulli raddrizzatori nel percorso verso la linea del pannello. Quei rulli svolgono un lavoro silenzioso e, quando si consumano, l'intera linea lo sente.

Un rullo livellatore che ha perso la corona, o un rullo di alimentazione con una scanalatura usurata, introduce curvatura e curvatura nel nastro. I profili arcuati vengono quindi alimentati in modo non uniforme, quindi il controllo dell'altezza della torcia viene corretto costantemente e la qualità del bordo diminuisce. L'operatore compensa con una velocità inferiore e la perdita diventa permanente, accettata come normale.

La restituzione di un rotolo ripristina il diametro, la corona e la finitura superficiale e di solito costa molto meno della produttività già persa. Per rotoli lunghi e pesanti consigliamo di dimensionare la macchina in base al rotolo piuttosto che al lavoro medio, perché un tornio appena capace funzionerà lentamente per tutta la sua vita utile.

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Il ricondizionamento interno dei rotoli mantiene la linea in funzione

Una volta che il cantiere accetta che le condizioni dei rulli determinano la qualità del taglio, la domanda successiva è dove vengono ricondizionati i rulli. Spedirli costa due cose: il trasporto e la coda. Un rotolo che parte lunedì e ritorna tre settimane dopo è costato alla linea molto più di quanto suggerisca la fattura di lavorazione.

Mantenere un tornio nello stabilimento cambia questo calcolo. I rotoli possono essere restituiti durante una sosta programmata nel fine settimana, confrontati con il disegno originale e rimessi in servizio prima del turno successivo. Le macchine che combinano tornitura e fresatura in un unico setup riducono ulteriormente la movimentazione, il che è importante quando un rotolo pesa diverse tonnellate e ogni sollevamento coinvolge una gru e due persone.

Il lavoro sui rulli in un cantiere navale è più ampio della semplice tornitura. I componenti di scanalatura, intaglio e anello richiedono tutti la stessa combinazione di rigidità e controllo, motivo per cui abbiamo esaminato attentamente cosa devono offrire le scantonatrici CNC nella costruzione navale .

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Cosa controllare prima di specificare una macchina per rotoli

Quando un cantiere ci chiede un preventivo per un tornio a rulli, il discorso inizia sempre con lo stesso breve elenco:

• Gamma di diametri dei rotoli e il rotolo più grande che il negozio si aspetta davvero di vedere
• Lunghezza del rotolo e peso massimo, compresi i requisiti della lunetta
• Materiale e durezza dei rulli, poiché i rulli in ghisa, acciaio forgiato e temprati si comportano in modo molto diverso sul tagliente
• Rotondità, corona e finitura superficiale richieste, che determinano se è sufficiente la tornitura di finitura o è necessaria la rettifica
• Se la macchina sarà gestita da un programmatore CNC o da un macchinista che lavora da un disegno
• Accesso all'assistenza, pezzi di ricambio e formazione degli operatori, che insieme decidono quanti anni la macchina rimane in tolleranza

Gli ultimi due elementi sono quelli che gli acquirenti saltano e poi si pentono. Una macchina che nessuno nello stabilimento può installare con sicurezza resterà inattiva, per quanto buone le sue specifiche sembrino sulla carta.

Per le officine che trasformano rulli di ghisa e acciaio forgiato con tolleranze fini, una macchina pesante e rigida con un controllo semplice è solitamente la risposta pratica piuttosto che quella più automatizzata sul foglio del preventivo.

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Da dove iniziare

Se la linea di taglio dell'irrigidimento è più lenta di quanto dovrebbe essere, resistere all'avvio con la fonte di alimentazione al plasma. Controllare prima la lamiera, poi i rotoli, poi il piano di nesting e solo dopo i parametri di taglio. Nella nostra esperienza, il lato meccanico di una linea di produzione di pannelli, vale a dire rulli di alimentazione, livellatrici, movimentazione e smistamento, è responsabile di una maggiore perdita di produzione rispetto alla torcia. Correggi quel lato e la stessa attrezzatura produrrà notevolmente più profili per turno, con meno rettifica e meno sorprese durante l'installazione.