冲剪复合机 — 节省劳动力

1954年，Joe LaForce购买了位于威斯康星州格林贝市区的一家中等规模的五金件供应公司。如今，他的公司LaForce, Inc.已经发展成为美国商用门、门框、五金件和建筑业务最大的分销商。他们的产品广泛地应用于各类办公大楼、医疗设施、医院、疗养院、诊所、学校、零售商场和运动场馆。

除了位于格林贝的总部外，LaForce还在美国的另外11个地区设立了经营设施，提供定制门和门框制造，以及产品安装、预安装、预处理、防盗集成、技术规格制定、防火门检测及关键系统服务。这12个经营设施雇佣的员工数量大约为500人。

公司早期主要从事分销业务。1969年，LaForce意识到他们需要将门和门框生产业务重新迁回公司内部，以确保一致的产品质量和及时交付。因此，公司购置了两台转塔冲床、两台液压剪切机和多台折弯机进行产品制造和折弯加工。

一直到2013年，LaForce开始寻求以更加高效的方式在占地310,000平方米的总部工厂进行产品制造。

“我们过去的工艺流程是将板材剪切为坯料，然后经过冲裁工艺，将坯料加工为零件。”工业工程师和持续改进协调员Brad Johnson表示。“我们希望消除材料搬运造成的大量工时消耗及效率低下的劳动力浪费。”

经过调研，LaForce购置了一台伺服电动冲剪复合机（普玛宝Shear Genius SGe，于2013年底购入），从而实现了这些目标。

钣金完整加工

采用冲剪一体概念的目的是让设备能够实现各种尺寸的板材到成品件的完整加工。零件可以随之进入最终生产阶段，直接整合到成品装配。

LaForce Shear Genius SGe设备的核心是一台重达30公吨的伺服电动冲床，最大冲程速度1000次/分钟，转位转速250转/分钟，最大板材定位速度150米/分钟。设备的直角剪切机采用了伺服电动驱动系统，实现高速剪切加工和全CNC数控控制。它可以剪切5毫米厚的铝板材、4毫米厚的低碳钢和3毫米厚的不锈钢。

设备具备自动板材上料以及可编程的自动化零件下料和分拣功能。Johnson还表示，这些自动化操作实现了最低的设置时间和无人值守的运行，大大减少了成品废料和人工工作量。

LaForce还发现，由于冲剪复合机是剪切零件边缘而不是蚕食，因此消除了骨架浪费及耗费成本的二次加工（如清除毛刺等）。在设备运行过程中，板材会自动上料并加工成方形，无需人工介入。夹钳固定板材进行冲裁和剪切，中间无需更换夹钳。与单独的转塔冲床相比，SGe平均减少了60%的总制造时间。

“2013年，我们平均每周能加工2,209个零件（使用三台不同的设备剪切/冲压零件，人工耗时135小时），”Johnson说道，“但现在只使用SGe，平均每周只需48个工时就能加工2,630个零件。零件剪切和冲压工艺流程效率从每工时16个零件提高到每工时55个零件，增幅高达145%。”

冲剪复合机还改进了LaForce的产品质量。“以前，由于坯料剪切和转塔冲压工艺会导致零件之间出现差异，因此我们的产品出现了不少质量问题，”Johnson说，“配备SGe后，零件一致性和尺寸精确性得到了改进，几乎完全消除了我们的质量问题。设备的加工精确性也帮助我们在其他工艺中节省了成本，例如在折弯成型过程中，SGe的尺寸精确性促使设置时间缩短，零件装配的改进也让我们在焊接过程中受益。”

遵守承诺

“SGe完全符合我们的期待。”Johnson说。“在购买该设备之前，我们对它进行了严格审查和大量调查。我们原本想购买一台激光切割机，但很多人劝说我们应该选择光纤激光。但是，我们的零件形状是很长的矩形，没有任何圆弧。”他继续说道。“我们希望消除单独的冲裁工序，寻找一种解决方案来通过共边切割完成整个板材的完整加工，无需最后再次进行零件终加工。冲剪复合机满足了我们的要求。”

“因此，我们转卖了其中一台转塔冲床和一台剪切机，只留余下几台作为备用。该设备解决了我们的剪切和冲压零件的难题。我们现在的目标是评估我们的成型和点焊工艺。”

改进生产率和质量

除了消除人工作业和改进尺寸公差，冲剪复合机还具备诸多特性以改进钣金制造生产率。

这些特性包括：

模座灵活性 — 单独的模座使得制造商可以自己设计转塔布局，而无需将模具工位加工到转塔中。

自动分度旋转 — 冲床和模具在模座中按0.001度可编程增量进行旋转，可旋转范围超过360度，按最短路径到达编程角度。

上顶成型 — 上顶成型选项提供厚达16毫米材料的精确成型。而且所有模具处于同一高度，最大化降低了材料损坏，提高了设备正常运行时间。