一臺帶多托盤上/下料系統的高速激光切割系統將生產率翻了一番，將所需勞動力減少了一半，并提高了零件質量，從而給自己帶來了更多的業務。 標準板金工廠有限公司（SSMW）成立于2001年2月，主要是為了支持標準維護公司（SMC） — 一家位于田納西州孟菲斯市擁有50多名全職員工的總/機械承包商。當時，SMC副總裁Geoprge Hampton正在尋求一種合適的手段，從而給其食品處理、化工及醫療工業的客戶盡快且盡可能高效地提供統包（Turnkey）、高質量普通建造、過程管道、機械安裝工件、結構鋼工件以及板金制造等服務。如今，SSMW已經實現，并且遠遠超出了這個目標。通過添設一臺帶CNC控制多托盤上/下料系統的高功率飛行光路4kW CO2激光系統，該工廠已經提高了自己的能力及業務，從而可以在孟菲斯地區以及整個美國范圍尋求更加多樣性的制造和生產業務范圍。 圖1：SSMW公司采用一臺Axel 3015 L 4KW CO2激光切割系統， 它將現代機床設計和構造、先進激光技術與先進材料加工技術結合 為一體。上料單元每個工位可以搬運尺寸為3/4英寸、堆厚達12英寸的板材在公司剛剛開業時，制造操作主要是手工進行的，并且以勞動密集為特征。它的工作大部分是定制的不銹鋼元件，包括廚房設備、材料搬運設備、傳送器和傳送滑道以及用于食品行業的設備等。許多零件尺寸很大，并且輪廓非常復雜，諸如錐體、漏斗、異徑管之間的轉換導管、分段的彎管以及廚房的排風管道等，但該公司在小零件生產方面也具有專業技術。批量大小一直在1000件以內。Hampton很快意識到零件的復雜性以及快速生成高精密零件需要更加高級的技術。在經過8個月的研究和比較后，Hampton和SSMW副總裁Tommy Ripley購買了一臺由紐約州Akron市的Strippit/LVD公司生產的Axel 3015 L 4kW CO2激光切割系統。 在尋找滿足車間不斷增長之需求的激光系統時，Hampton 和 Ripley考慮了板材尺寸能力、切割厚度能力、功率、自動化程度、以及操作的簡便性等。他們對這些特征，連同速度、精度、切割質量和軟件等都進行了評估。帶有集成上/下料系統及4kW CO2激光器的飛行光路激光系統使設備的特點和能力得到了最好的統一。Hampton說：“我們要用盡可能高的精度以及盡可能快的方式達到最高的質量水準。” 一部分、漏斗、異徑管之間的轉換導管、組合的肘形管以及廚房排風管 道等，但是它也生產小尺寸零件。批量大小在1000件以內。公司的大部分工件都是厚度為20～22標準單位（gauge）直至1/2英寸的不銹鋼元件。利用該激光系統，SSMW可以切割較厚的不銹鋼，這樣它與當地其他機加工廠相比，就具有更大的競爭優勢。 4kW的激光功率還允許該工廠以較高的生產速度高效處理或薄或厚的軟鋼（3/4英寸）及鋁（3/8英寸）材質。這種高輸出功率使進給速度達到了最大化，同時顯著提高了生產率。激光系統的飛行光路設計能夠幫助精確實現較高的切削速度，而不管待切削的板材的尺寸或重量為多少。該公司可以達到以超出300英寸/分鐘的速度切割零件，并以6700英寸/分鐘的速度進行重復定位。 SSMW用氮輔助氣體處理無氧化物的零件，從而不產生毛刺。高質量零件在激光系統上通過一道工序就可以加工出來。激光處理后的零件質量避免了費時的磨削以及精加工操作，并保證了成本效益更好的生產。 零件質量對該工廠尤其重要，因為它的主要客戶總會出于美觀及衛生的原因，而要求最高的零件質量和精度。Hampton說：“我們希望以更及時而成本效益更高的方式提供高質量零件和元件給我們的客戶。我們希望成為推動這一行業的工作標準的一份子。” 圖3：SSMW用4kW激光機加工的材料范圍很寬，包括不銹 鋼和鋁材質。大部分零件為22 標準單位(gauge)厚～1/2英寸的不銹鋼。利用高功率諧振腔，該 公司可以加工更厚的材料，處理更寬范圍的項目機床的坐標軸定位精度為± 0.002英寸/40英寸，重復定位精度為± 0.0004英寸，確保了一致的高精度處理。激光切割的精度和一致性還降低了焊接和組裝時間。零件非常平滑而精確地組裝在一起。Hampton說：“在激光系統上切割的零件可以完美地裝在一起，從而大大減少了焊接和精加工方面的勞動。” 考慮到未來的工作，并且為了每天24小時操作該激光系統，SSMW添設了一個三托盤上/下料系統。利用多個托盤，車間可以快速更換材料，大大降低材料的搬運。上料系統在每個工位可以搬運3/4英寸以內堆厚為12英寸的板。它可以依據所卸材料的重量或零件的尺寸通過CNC控制下料系統的速度，以確保所卸下的零件可以平穩地堆放。切割好的零件被存放在一個承重達5噸、堆放高度達14英寸的剪刀工作臺上。 利用完全集成的CNC控制式上/下料系統，可以獨立完成上料和下料功能，總的上/下料時間為40秒。上/下料系統的集成還允許進行無人看管生產，讓操作員可以騰出時間完成其他任務。當激光系統在進行切割時，機床操作員可以對下一組零件進行編程。無人看管操作為SSMW節省了大量成本，自從安裝了激光機以來，已經大大縮減了對勞動力的需求。 圖4：SSMW給食品加工、化工及醫療行業的客戶提供零件。該公司提供交鑰匙工程、 高質量一般建造、過程管道系統、機械安裝、結構鋼工件以及板金制造等服務分包制造或激光加工使Hampton很少需要控制交貨時間、生產過程或者最終結果。如今，SSMW能夠比以前可以更快地響應客戶的需求并提供單源解決方案(Single-source solution)。Hampton說：“我們的工作很大部分是在工廠下班時完成的。不必依賴于某個人讓我們感覺很安心。” 他繼續說：“我們把服務作為我們生意的出發點。激光系統使得我們可以完全控制什么時候零件可以制造好，以及它們如何制造。周轉時間是我們業務中一個關鍵問題，我們的聲譽也建立在對客戶能作出及時響應，并在客戶需要時給他們提供非常高質量的產品之上。” 他補充道：“這臺激光機使得我們的客戶對我們的能力具有更大的信心。我們的客戶想要將精力集中在他們的業務上；他們想要將自己的制造任務委托給自己所信任的廠家去完成。” 此外，該激光系統的靈活性還使得Hampton及Ripley可以追求其公司原有的支持業務以外的新業務。Hampton說：“該激光系統使得板金制造更加簡單，并且使我們具備了追求新業務所需要的多樣性。” SSMW工廠最近擴大了規模，增加了18000平方英尺面積，現在擁有30名全職員工。Hampton說，在激光技術方面投入的成本已經得到了回報。 “這筆資金對一個小公司來說是一筆較大的投資，但是我們針對利益而權衡了風險，我們對自己的業務以及與客戶的關系有信心。市場周轉是一個問題，但不是一個大問題。我們已經在業務上實現了增長。” 對于SSMW工廠，業務機遇正在不斷增長。公司最近投資了額外的制造設備，包括一臺帶Easy-Form激光自適應折彎系統的Strippit/LVD PPEB 190/13精密彎板機以及一臺Global 20 1225 CNC轉塔式沖床。額外的產能進一步擴展了標準板金廠通過高質量產品快速而高效滿足客戶需求的能力。