Como reduzir o desperdício de material em máquinas de corte longitudinal por meio da otimização de parâmetros?

Reduzir o desperdício de material em máquinas de corte longitudinal por meio da otimização de parâmetros é um projeto sistemático que envolve múltiplos aspectos, como equipamentos, materiais, processos e pessoal. Aqui estão estratégias e etapas detalhadas que podem ajudar você a reduzir significativamente o desperdício e melhorar a eficiência da produção.

1. Compreendendo a origem da identificação de resíduos

Primeiramente, é preciso esclarecer os principais tipos de desperdício de material no processo de corte longitudinal para que seja possível otimizar de forma direcionada:

1. Aparas de Borda: As seções em ambos os lados da matéria-prima que devem ser cortadas para obter a largura desejada do produto final. Isso é inevitável, mas pode ser minimizado.

2. Desperdício de emenda: Ao substituir uma bobina nova, as duas bobinas de material precisam ser conectadas na extremidade da extremidade, e essa conexão (sobreposição ou topo) se tornará desperdício após o corte.

3. Resíduos de Start-up/Set-up: Materiais que não atendem aos padrões de qualidade gerados durante a fase de comissionamento do equipamento toda vez que a máquina é ligada e as especificações do produto (como largura, diâmetro) são alteradas.

4. Desperdício de cabeça e cauda: a parte de cada rolo master que não pode ser usada devido ao enrolamento irregular ou à má qualidade.

5. Defeitos de processo gerados durante o processo de corte: incluindo bordas de corte irregulares, correias serpentinas (serpentina), arranhões superficiais, deformações por tração, correias quebradas, etc.

6. Resíduos do núcleo: a bobina deixa material no núcleo da bobina que não pode continuar sendo cortado.

2. Estratégias de otimização de parâmetros-chave

Para as fontes de desperdício acima, aqui estão maneiras específicas de reduzi-las por meio da otimização de parâmetros:

1. Otimização de largura

Esta é a maneira mais direta e eficaz de reduzir o desperdício de aparas.

• Utilize um software otimizado para fileira de ferramentas: Não confie em cálculos manuais. Utilize um software profissional de otimização de corte, insira a largura do rolo mestre e a largura do produto acabado para todos os pedidos, e o software calculará automaticamente a combinação de fileiras de ferramentas com a menor taxa de refugo. Seus princípios básicos são:

◦ Maximizar a largura total: a soma de todas as larguras do produto acabado + espessura do cortador deve ser infinitamente próxima da largura mestre.

◦ Reduzir o número de facas: Reduzir o máximo possível o número de facas de corte com a premissa de atender ao pedido, pois para cada corte adicional, há um refugo a mais (perda de corte).

• Consolidação de pedidos e sequenciamento da produção: concentra a produção de pedidos do mesmo material e especificação, fornecendo mais possibilidades de combinação de larguras ao software de otimização para encontrar uma melhor solução.

2. Otimização do Controle de Tensão

A tensão inadequada é a principal causa de defeitos no processo, como desvios, deformações por tração e correias quebradas.

• Ajuste preciso por zona: a máquina de corte moderna tem vários pontos de controle, como tensão de desenrolamento, tensão de corte, tensão de enrolamento, etc. A tensão de cada zona deve ser definida e ajustada independentemente de acordo com as características do material (por exemplo, filme, papel, folha metálica), espessura e largura.

◦ Tensão de desenrolamento: geralmente aumenta gradualmente à medida que o diâmetro do rolo diminui (controle de tensão cônica) para manter a tensão constante.

◦ Tensão de corte: deve ser suficiente para garantir que o material fique reto, mas não deve ser muito grande a ponto de fazer com que o material se estique.

◦ Tensão de rebobinamento: a mais crítica. O controle de conicidade também é comumente utilizado, e a tensão é gradualmente reduzida à medida que o diâmetro do enrolamento aumenta, para evitar amassamento (padrão margarida) ou colapso do núcleo do material interno.

• Utilize sistemas de controle automático de tensão: sempre que possível, utilize sistemas de controle de tensão em malha fechada equipados com servo motores ou embreagens de pó magnético, que são mais precisos e estáveis ​​do que o controle de freio mecânico.

3. Otimização da configuração da faca

O estado da pastilha afeta diretamente a qualidade do corte e a vida útil da ferramenta.

• Seleção do tipo de lâmina: Escolha a lâmina mais adequada (faca reta, faca redonda, fio simples, fio duplo) e o material (aço carbono, cerâmica, aço tungstênio) de acordo com o material. Por exemplo, as lâminas de cerâmica são mais leves e resistentes ao desgaste, tornando-as adequadas para cortar filmes finos e materiais ricos em fibras.

• Sobreposição e ângulo da lâmina:

◦ Tesoura circular: Ajusta a sobreposição e a profundidade de corte entre as lâminas superior e inferior. A profundidade de corte é geralmente de 1/2 a 2/3 da espessura do material, e a sobreposição é mínima. Os parâmetros precisam ser ajustados de acordo com a dureza do material.

◦ Corte reto: ajuste o ângulo e a altura da lâmina. Parâmetros inadequados podem causar rebarbas nas bordas de corte, perda de pólvora e até mesmo desgaste prematuro da lâmina.

• Manutenção rigorosa da lâmina: inspecione, afie ou substitua as lâminas regularmente. Uma faca cega rasgará o material em vez de cortá-lo, causando má qualidade do fio e excesso de poeira.

4. Otimização de enrolamento

A qualidade do enrolamento afeta a taxa de qualificação do produto final.

• Perfil de Pressão: Para equipamentos que utilizam enrolamento por rolo, otimize a curva de pressão do rolo. A pressão inicial deve garantir que o núcleo possa "morder" a cabeça do material e, em seguida, a pressão deve mudar suavemente para evitar situações de estanqueidade interna e folga externa ou folga interna e folga externa.

• Perfil de Conicidade: define com precisão a curva de conicidade para a tensão de retração. Diferentes materiais têm diferentes valores de conicidade ideais, que precisam ser determinados por meio de registros experimentais.

• Parâmetros de alinhamento: garantem o paralelismo e o alinhamento entre o eixo de rebobinamento, o rolo de pressão e o rolo guia, que é a base para evitar meandros.

5. Otimização de emendas

Reduza o desperdício nas articulações.

• Use máquinas de emenda de fita de alto desempenho: investir em máquinas de emenda de fita automáticas de alta qualidade pode atingir larguras de sobreposição mais estreitas (ou até mesmo conexões de topo), reduzindo o comprimento de sucata por emenda.

• Operação de junta padronizada: Os operadores são treinados para formar um processo de operação padronizado para garantir que cada junta esteja firme e alinhada, e o primeiro sucesso seja evitado, evitando desperdícios repetidos causados ​​por falhas na junta.

3. Além dos parâmetros: gestão de sistemas e atualização tecnológica

A otimização de parâmetros é o cerne, mas também requer suporte gerencial e técnico:

1. Dados e monitoramento:

◦ Instale um sistema de monitoramento on-line (como uma câmera CCD) para detectar a qualidade da borda de corte e defeitos de superfície em tempo real e encontrar anormalidades a tempo.

◦ Registre dados de desperdício (metros ou quilogramas) para cada produção, analise tendências de desperdício e encontre a causa raiz dos problemas.

2. Treinamento de pessoal e SOP:

◦ Treinamento abrangente para que os operadores entendam o impacto de cada parâmetro na qualidade do produto e no desperdício.

◦ Estabelecer procedimentos operacionais padrão (POPs), especialmente para etapas importantes, como trocas de ferramentas, inicialização e emendas, para reduzir erros humanos.

3. Manutenção Preventiva:

◦ Realize a manutenção regular da máquina de corte e verifique o estado dos rolos-guia, rolamentos e sistemas de transmissão. Um dispositivo com funcionamento suave é a base para garantir a estabilidade dos parâmetros.

4. Atualizações tecnológicas:

◦ Considere atualizar equipamentos mais antigos. As máquinas de corte modernas geralmente são equipadas com:

▪ Sistema de registro totalmente automático: Para materiais padronizados, reduz o desperdício devido ao desalinhamento.

▪ Sistema de servoacionamento mais sofisticado: proporciona uma resposta de tensão mais estável e rápida.

▪ Sistema de controle central integrado: os parâmetros de processo predefinidos podem ser recuperados com um clique, reduzindo o tempo de comissionamento e o desperdício.

Resumo: Etapas de ação

1. Meça a linha de base: comece medindo com precisão a quantidade atual de resíduos de vários tipos para identificar as principais fontes de desperdício.

2. Invista em software: introduza um software de otimização de corte para priorizar o desperdício de planejamento de largura.

3. Ajuste fino: concentre-se nos parâmetros de tensão, enrolamento e lâmina, realize testes DOE (Design of Experiment), encontre a melhor combinação de parâmetros para diferentes materiais e salve-os como receitas.

4. Manutenção intensiva: estabeleça um cronograma rigoroso de manutenção para ferramentas e equipamentos.

5. Treine a equipe: deixe o operador passar da "execução simples" para "entender a otimização".

6. Melhoria contínua: colete dados continuamente e revise-os regularmente para identificar oportunidades de otimização adicional.

Por meio da otimização abrangente dos parâmetros e da melhoria do gerenciamento acima, o desperdício de material da máquina de corte pode ser reduzido de forma sistemática e contínua, o que pode ser transformado diretamente em benefícios econômicos consideráveis.