コイル給電レーザーブランキングの説明: プロセス、利点、選択方法

自動車サプライチェーンの製造工場では、8 トンのコイルでスチールを注文し、デコイラーでストリップをシートに切断し、別のレーザー切断機で部品を 1 つずつブランク加工します。これら 3 つのステップの間に、材料は 2 回扱われ、平面度は変動し、2 人のオペレーターがテーブル上でシートを移動させたりテーブルから外したりするのに忙しくなります。コイルから供給されるレーザー ブランキング ラインは、アンコイル、レベル、レーザー カット、スタックというシーケンス全体を 1 つの連続した操作にまとめます。

実際の結果は最新の設備全体で一貫しています。このラインはハードツールを使用せずに切断し、デコイルしてから切断するアプローチよりも高い平坦度を保持し、混合モデルのブランク生産で最も早く利益をもたらします。ここでは、このプロセスがどのように機能するか、他の選択肢よりも優れている点、およびシステムを選択する前に確認すべき点について説明します。

コイル給電レーザーブランキングラインとは何ですか?

コイル供給レーザーブランキングラインは、コイルストックから直接完成品ブランクを製造します。最初にシートを切り取って後でブランキングするのではなく、ラインはいくつかの同期ステージを通じてストリップを連続的に送ります。

1. デコイリング — アンコイラーおよびストレートナーヘッドは、表面を傷つけたり、材料に新しいセットを追加したりすることなく、ストリップをラインに送り込みます。
2. レベリング — マルチロールレベラーは、コイルセット、クロスボウ、エッジウェーブ、残留内部応力を除去し、切断前にストリップを平らにします。
3. 送り制御 — レベラーと切断ステーション間のサーボ駆動ループにより、デコイラーが独自のペースで動作しながら、レーザーが一定の速度で切断されます。
4. レーザー切断 — ファイバーレーザーは、部品固有の工具を使用せずに、移動するストリップから必要なブランク形状を切断します。
5. ブランクの分離とスタッキング — 完成したパーツはスケルトンから自動的に分離され、パーツの種類ごとに積み重ねられます。

コイルからレーザー加工されたブランクを主なニーズとする製造業者にとって、専用の コイル給電レーザーブランキングライン これらのステージを 1 つの制御アーキテクチャに結び付けます。平坦度、カット形状、スタック品質は、オペレーターのスキルやシートの処理回数ではなく、ライン自体で決定されます。

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品質の平準化が結果を決める理由

どのようなレーザー切断プロセスでも、機械は既知の焦点距離にある平らなシートを想定します。コイル給電ラインでは、レベラーはその想定を保証するコンポーネントです。ウェーブまたはコイルがセットされた状態でストリップが切断ステーションに到達すると、部品全体で焦点の高さが変化し、ネストが移動し、機械から出るときにスケルトンの動作が不安定になります。

どのコイルの欠陥が最も重要か

• コイルセット — 張力下で巻かれたためにストリップに残った長手方向の湾曲。
• クロスボウ — 幅全体にわたる横方向の湾曲。幅の狭いストリップによく見られ、小径のワークロールでは除去が困難です。
• エッジウェーブとセンターバックル — 不均一な圧延または事前の加工によって引き起こされる、ストリップ幅全体にわたる局所的な長さの違い。

適切に指定されたレベラーは、ストリップがレーザーに到達する前にこれらの欠陥を修正します。厚ゲージラインで使用されるタイプの油圧レベラーは、コイル間の降伏強度のばらつきも吸収します。これは、同じラインである週は構造用鋼を稼働させ、次の週にはアルミニウムを稼働させる場合に問題となります。レベリングによってこれらの欠陥がどのように除去されるかについて詳しくは、ガイドを参照してください。 精密プレートレベラーの選択と操作 .

指定する平面度公差

成形に直接進むブランクの場合、切断後ではなく、レベリング後に測定される平坦度が重要な数値となります。一般的なゲージにおける炭素鋼の実際的な出発点は、ストリップ幅全体で 1 mm/m 以上の残留平坦度ですが、達成可能な値は降伏強度、厚さ、およびレベラー内のワーク ロールの数によって異なります。アルミニウムと高張力鋼は異なる挙動をするため、材料ファミリーごとに公差を定義する必要があります。私たちの 板金の平坦度公差ガイド この要件を仕様に書き込む方法について説明します。

コイル給電レーザーのブランキングと他のブランキング ルートの比較

正しい選択は、単純にレーザーかプレスかということではありません。それは部品の形状、体積、設計が変更される頻度によって異なります。

部品にネストされたブランク、輪郭のあるブランク、または頻繁に変更されるブランクが必要な場合、材料の利用率と柔軟性の面でレーザー ラインが最適です。長方形のブランクを大量に安定して供給するだけで十分な場合、 高精度デコイラー、ストレートナー、フィーダーCTLライン より簡単で、通常はより経済的な投資です。

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ボリュームが専用ツールに合わせて調整される場合、スタンピング ラインは専用ツールによって供給されます。 スタンピングプレス用の 3-in-1 サーボフィードを備えた高速コイルライン サイクルタイムだけでレーザーベースのブランキングラインを上回ります。つまり、決定は、ボリューム、部品の組み合わせ、平坦性の要件がテーブルのどこに位置するかによって決まります。

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購入前の 5 つの選択上の考慮事項

トレードオフが明確になると、選択の問題は次のようになります。どのライン構成が材料エンベロープ、平坦性要件、生産構成に適合するか?

ボリュームとパートの組み合わせ

レーザーブランキングは、部品の混合率が高く、プレスルートの工具コストを回収できない場合に利益をもたらします。 1 つの SKU が年間数百万個を生産する場合、プレス ラインは部品あたりのコストが安くなります。構成が毎月変わる場合は、レーザーラインが勝ちます。工具のコスト、切り替え時間、廃棄率を予測生産量と比較します。 コイル加工ラインバイヤーズガイド は、その比較のための実用的なフレームワークを提供します。

材質、厚さ、幅

スチール、アルミニウム、ステンレスはすべて、レベラーやレーザーの下では異なる動作をします。厚さの範囲により、ワークロールの数、フレームの剛性、レーザー出力が決まります。幅によってロールの長さとテーブルのサイズが決まります。 2 mm アルミニウム用に指定されたラインは、6 mm 構造用鋼では同じ平面度を維持できないため、機械を設計する前に材料マトリックスを定義する必要があります。

レベラー構成

実際に実行するゲージ範囲を修正するのに十分なワークロール、降伏強度の変動に対する油圧バックアップ調整、最大定格荷重でたわまない剛性の高いフレームを探してください。レーザーはレベラーが提示したもののみをカットできます。

回線速度とネスティング戦略

レーザーはストリップの移動中に切断するため、有効スループットはデコイラーの最大送り速度ではなく、ネスティング レイアウトと切断時間の積になります。スクラップの幅は材料の歩留まりに直接影響するため、ネスティング ソフトウェアとスケルトン管理を慎重に評価してください。

両端でのマテリアルハンドリング

コイルの装填、ストリップの通し、スクラップの除去、およびブランクのスタッキングは、ほとんどのラインのダウンタイムの原因となります。ブランクのサイズと重量に合わせたコイルカー、ピールテーブル、スタッキングシステムが含まれます。大きいブランクや繊細なブランクの場合は、出口にあるバキュームリフターまたはアシストマニピュレーターがサイクルを継続します。

コイル給電レーザーブランキングが最大の価値を発揮する場所

コイル供給レーザーブランキングに最も多額の投資を行っている業界は、ブランクの形状が頻繁に変更され、平坦度が下流の成形や溶接に直接反映される業界です。

• 自動車およびティアサプライヤー - ドアインナー、フロアパネル、構造ブランク、アルミニウム製クロージャー部品など、高価なダイセットが必要となります。
• 家電製品および電気筐体 — 短い切り替えウィンドウで生産される高混合シートメタルブランク。
• 農業および重機 - 平坦度が溶接のフィットアップに影響を与える、より厚いフロア プレートとシャーシ ブランク。
• サービスレーザー切断および加工センター — 複数の顧客向けに混合コイルを処理し、柔軟な第 1 段階のブランキング プロセスを必要とするショップ。

これらすべての場合において、決定的な利点は同じです。それは、金型なしでブランクが製造されるということです。設計変更にかかる費用は新しい切断プログラムのみで、レベラーは新しいコイルが必ず同じ平らな状態で切断ステーションに入るようにします。

結論

コイル供給レーザー ブランキング ラインは、原材料としてのコイル ストック、実際の平坦性の要件、ハード ツーリングを正当化するにはあまりにも頻繁に変更される部品の組み合わせという 3 つの要素を組み合わせて生産する場合、適切な投資となります。レベラーはレーザーではなく最初に評価するコンポーネントです。レベラーのサイズが小さすぎる場合、レーザー出力をいくら調整しても出口スタックの平坦性の問題は解決できません。

見積もりを比較する前に、材料マトリックス、平坦度公差、体積、および取り扱い要件を定義し、サプライヤーが実際に使用する材料の平坦度精度、負荷パフォーマンス、騒音レベルを実証することを期待します。エンジニアリングの宿題を正しく行う工場にとって、コイル供給レーザー ブランキングは、プレス ラインや別個の切断ルートでは達成できない、材料歩留まり、柔軟性、および部品品質の組み合わせを実現します。