プラズマのスラグ除去を自動化する方法 | 海南フレッシュスタートグループ株式会社

オニールマニュファクチャリングサービスのノースカロライナ州グリーンズボロにある LISSMAC SBM-M D2 施設では、部品が機械内を流れるときにベルト上を移動するゴムベルトに取り付けられた金属ピンを使用して、プラズマカットプレートからスラグを除去します。画像: オニール製造サービス

オニールマニュファクチャリングサービスのノースカロライナ州グリーンズボロは忙しい場所です。 226,000平方フィートのこの施設では、国内最大の機器メーカー向けにさまざまな部品を生産しており、中には 400 ポンドを超えるものもあります。ある特定の顧客のために、製造施設は毎日約 5 ～ 6 台のトラックで金属部品を出荷しています。

このショップには、ファイバーレーザー切断機 4 台、CO2 レーザー 3 台、プラズマ切断テーブル 5 台 (うち 1 台には酸素燃料切断機能も搭載)、酸素燃料切断テーブル 1 台、およびレーザー管切断機 2 台の、優れた切断装置のラインナップがあります。これにより、下流プロセスや最終部品のステージングへの配送に多くの空白が生じます。また、作業現場の他の従業員にとっても、それに対応するよう大きなプレッシャーがかかる可能性があります。

2017 年初頭もそうでした。プラズマ切断テーブルは近くの部品洗浄作業を圧倒していました。プラズマ切断部品はテーブルからスラグを除去し、顧客の仕様を満たす方法で仕上げる必要がありました。 (たとえば、指定されたプロファイルを作成するには、いくつかの穴を研磨する必要がありました。) 32 人のパーツクリーナーが手動で作業を行っていましたが、追いつくことができませんでした。プラズマ切断された部品はテーブルから降ろされ、部品洗浄エリアの近くに積み上げられ、機械による仕上げを待っていました。

同年後半に設置された自動スラグ除去およびエッジ処理装置を備えたコンベアラインにより、状況は改善されました。グリーンズボロの施設で経験した結果は、OMS ファミリーの他のゼネラルマネージャーにも注目されており、この成功は、金属加工業者が負傷のリスクを最小限に抑えながら、労働状況を最大限に活用するのに自動化テクノロジーがどのように役立つかを実証しました。

手動での部品洗浄の量を最小限に抑えようとする動機は十分にありました。この清掃作業を見た人が最初に気づくのは、重い部品を頻繁に持ち上げたり、置いたりしていることです。重い部品は地面に置かれており、持ち上げて研削テーブルに置き、仕上げが完了したら取り外し、次のステップに移動するまで床に置き、もう一度持ち上げて適切な場所に置く必要がありました。下流へ配送するためのカート。この種のアクティビティには怪我のリスクが伴い、どのショップもこれを最小限に抑えたいと考えています。

最大の部品（約 48 × 72 インチ、重量約 430 ポンド）は、パーツクリーナーにとって最大のリスクとなりました。両面のスラグを取り除く必要があったため、部品をひっくり返す本当に簡単な方法はありませんでしたが、同社のエンジニアは部品をサポートし、その下から部品クリーナーにアクセスできるテーブルを考案しました。部品を裏返す必要はありませんでしたが、クリーンアップ作業を完了するために誰かがテーブルの下に登る必要がありました。

「それをしなければならない人にとって、それは大変なことです。私たちはそれを1日に約40個作りました」とOMSグリーンズボロ事業の現ゼネラルマネージャーであるマット・ムーン氏は語った。

手作業によるスラグ除去プロセスは面倒で、仕上げプロセスに伴う繰り返しの動作によりパーツクリーナーの筋肉に負担がかかりました。

それから人の問題もあります。部品の洗浄は、グリーンズボロの店だけでなく、率直に言ってほとんどの金属製造会社でも初歩的な仕事であり、その雑用に取り組みたい人を見つけるのは難しい場合があります。おそらく、しばらくそこに留まってもらうのはさらに大変なことでしょう。企業がその種の仕事をするために 30 人以上を雇用しようとしている場合、その仕事に興味を持つ関係者を見つけるのは非常に困難です。

「明らかに、これをやりたい人を見つけるのは難しいので、関与する人の数を減らすためにできることは何でも利用する必要があります」と文氏は語った。

SBM-XL G2S2 には、部品の表面を研磨する研削ベルト (ユニットの上部に 2 つと下部に 2 つ) と、部品の表面を除去するエッジ丸めブロック付きベルト (上部に 2 列と下部に 2 列) が装備されています。かみそりのような鋭いエッジ。

3 交代で部品を手動で洗浄すると、従業員が怪我をするリスクが高まりました。それは真剣な対応が必要な問題でした。

これに対処するために、OMS は各シフトの部品洗浄活動を監督する安全技術者を追加しました。このため、同社はこの危険な作業プロセス用に自動化された回答を購入するという決定を下しました。

OMS は、部品の取り扱いを最小限に抑え、作業に必要な手動の部品クリーナーの数を大幅に減らすために、LISSMAC SBM-M D2 スラグ除去機、SBM-XL G2S2 研削およびエッジ処理機、および約 125 フィートのコンベアを購入しました。コンベアはプラズマ切断テーブルのすぐ隣にあり、部品をテーブルから直接ロードできます。それらはボールベアリングテーブルに沿って移動し、そこで回転され、コンベヤーによってスラグ除去機に供給されます。そこから、部品は電動コンベアの別のセグメントによってピックアップされ、研削およびエッジ丸め加工機に直接供給されます。そこを出た後、コンベアで最終部品置き場に部品が運ばれ、約3日分の部品が顧客のために保管されます。ムーン氏によると、コンベアのセットアップを見ると稲妻のような形をしているという。

スラグ除去機は、部品からスラグを除去する金属ピンシステムを備えています。ピンはゴムベルトに取り付けられており、部品がシステムに送り込まれる際にゴムベルトが部品の上を移動します。金属ピンが付いた 2 セットのベルトが部品の上部をクリーニングし、2 セットのベルトがその下部を同様に清掃します。これは、スラグ除去プロセス中に部品を裏返す必要がないことを意味します。

「これらの金属ピンは、ノミを持った人間のように機能します」と、LISSMAC のシニアセールスマネージャー、ブレット・マンデス氏は述べています。「金属ピンが部品の端やスラグのある角に当たります。金属ピンでスラグを叩くときと同じように、スラグを叩き落とします。」

金属ピンが破損した場合でも、ベルト全体を交換することなく交換できます。これらは 1 本のボルトでベルトに取り付けられており、ねじを緩めて取り外し、別のピンと交換することができます。

部品がスラグ除去エリアを出ると、電動テーブルが部品をピックアップし、コンベアに沿って次のステージに進みます。パーツが次々と横に並んでいきます。

マンデス氏によると、このシステムの部品の最大幅は 59 インチ、部品の最大厚さは約 4.75 インチ、このシステムを通して送信できる最小部品は長さ約 6 インチ、幅約 2 インチです。

2 台目の LISSMAC マシンは、スラグ除去プロセスとほぼ同じように機能します。最初のベルトセットは、部品が流れる方向ではなく、流入する送り方向に沿って配向され、部品の上部と下部を研削して表面をさらに磨き、スラグのない部品を作成します。研削ベルトはユニットの上部に 2 セット、下部に 2 セットあります。

そこから、部品は機械のエッジを丸くする部分に送られます。ここでも、エッジを丸くするブロック (上部に 2 列、下部に 2 列) を備えたベルトが、ベルトのクロスベルト運動の間を通過する際に部品に遭遇します。

マンデス氏は、OMS アプリケーションにおけるエッジの丸みは、むしろエッジを「柔らかくする」ものであると述べました。かみそりのような鋭いエッジはブロックによって除去されます。ユーザーは、非常に軽いものから重いものまで、エッジの丸みの程度を調整できます。その結果、エッジ丸めブロックは、実際に十分な圧力を加えて、目的のエッジを作成するのに十分な材料のみを除去するように調整されます。

マンデス氏は、この機械には研磨ブロックのトリム寿命を監視するフォトアイが付いていると付け加えた。使用によるブロックの磨耗を感知した機械は、ベルトの位置を自動的に調整し、手動調整をほとんどまたはまったく行わなくても、エッジを丸くするブロックが一貫した再現可能な結果を生み出すようにします。

「機械は磨耗するブロックを断続的に移動させるので、それを監視するために人に頼る必要はありません」とマンデス氏は言う。

Moon 氏は、スラグ除去および刃先処理ラインが設置されて以来、プラズマ切断テーブルに付随する部品の洗浄作業が、途方もない製造上の課題から、OMS ファミリー内の他の人々の注目を集める効率的な生産プロセスに変わったと述べました。同氏は、最近グリーンズボロ施設で他のOMSゼネラルマネージャーが集まった際、訪問客のほとんどがLISSMACコンベアと近くにあるいくつかのブラストキャビネットをチェックしたがったと述べた。これらは切断やプラズマ切断部品の前にプレートを仕上げるのに使用される。お客様の仕様に応じて、すぐに対応可能です。

「ジンクスかもしれないが、最後に部品洗浄中に怪我をしたのがいつかは言えなかった」とムーン氏は語った。 (グリーンズボロ工場は、4 月に製造業者協会の 2022 年安全功労賞を受賞しました。)

プロセス中の怪我のリスクを最小限に抑える最善の方法の 1 つは、怪我をする可能性のあるものをプロセスから取り除くことです。それが、自動仕上げラインによって OMS が可能にしたことです。かつては手動グラインダーを使用してスラグ除去と刃先処理に取り組むのに 32 人が必要でしたが、現在は 2 ～ 6 人しか必要ありません。部品のサイズが大きい場合は、プラズマテーブルからコンベアへの部品の移動を 2 人で行うことができます。部品が小さい場合、コンベアテーブルに供給するのに 6 人が必要になる場合があります。

ムーン氏は、部品洗浄業者は依然として手作業によるスラグ除去を行っているが、屋根の屋根から雪で大きな氷柱を取り除くのと同じように、プレートの表面に垂れ下がっている可能性のある除去しやすいスラグを簡単に取り除く作業であると付け加えた。シャベル。同氏は、これはスラグ除去、研削、刃先丸めの消耗品の寿命を延ばすことを目的としていると述べた。

手作業による部品の洗浄を最小限に抑えることで、人間工学に基づいた負担や、切り傷や目の怪我の可能性を減らすのに役立つのは明らかですが、コンベアの存在により、腰の問題につながる可能性のあるかなりの量の持ち上げ作業もなくなりました。文氏は、コンベアと自動仕上げ装置が設置される前は部品を移動させるために最低5台のリフトが必要だった作業員の数が、プラズマ切断テーブルからコンベアに部品を移動するためと、部品を取り出すための2台のリフトだけになったと述べた。コンベアから部品を取り出し、適切なラックに置きます。

「現在、部品洗浄エリアでは状況が全く異なります」とムーン氏は語った。「私たちが現在いるグループは、部品の洗浄から抜け出そうとはしていません。彼らは LISSMAC を実行するのが好きです。そこでは劇的な改善が見られました。」

Moon 氏は、この装置を使用した過去数年間を振り返り、部品洗浄エリアの作業現場に散らばっていた 30 本以上の電源コードを取り外すだけで、単純にスリルを感じたことと、それらが生み出す潜在的なつまずきの危険性を思い出しました。「それらがなくなってしまうと、それらのことについて考えなくなるだけです」と彼は言いました。

他のゼネラルマネージャーは、グリーンズボロ施設の仕上げ技術が実際に稼働しているのを見たので、自動仕上げ装置がどのような機能を提供できるかを理解しています。これらの他の施設では、グリーンズボロほど多くのプラズマ切断は行っていないかもしれませんが、その多くは高出力のファイバーレーザー切断機で金属を切断しており、作業を遅らせるのではなく生産性を最大化しようと機械を動かすとスラグが発生する傾向があります。スラグを減らし、より正確なエッジを実現します。

ムーン氏は知識の共有に問題はありません。彼は、OMS ファミリーのすべての施設は、互いに学び合うだけで業務を改善できると考えています。

「素晴らしいアイデアは常に盗むべきです」と彼は言いました。