Corte de discos de germanio en la SG 20: 42% más rendimiento, la mitad de horas de operador

¿Por qué mover el corte de discos de germanio a un bucle de alambre sin fin?

El corte de discos de germanio parece el trabajo más simple en un taller de óptica: tomar una varilla gruesa, cortarla en obleas finas, enviarlas río abajo. El cliente en este archivo — un productor de obleas de germanio que suministra a fabricantes de óptica infrarroja — estaba haciendo exactamente eso, y perdiendo dinero en ambos extremos de cada corte. En el extremo frontal, bordes de oblea astillados. Monocristalino germanio se escinde fácilmente a lo largo de sus planos {111}, y cada borde astillado o bien desechaba una oblea directamente o forzaba a la estación de rectificado a comer más profundo en la superficie para eliminarlo. En el extremo posterior, mano de obra: su proceso de corte existente necesitaba un operador presente durante cada corte, observando, ajustando, descargando, reiniciando.

Ninguno de los costos aparece en la hoja de especificaciones de una sierra. Ambos aparecen en el costo por oblea enviada — que es por qué este caso se mide de extremo a extremo, no de hoja contra alambre.

¿Cómo se ve la cara recién cortada?

La máquina es la sierra de alambre de diamante sin fin SG 20. Un bucle cerrado de alambre de diamante electrochapado circula en una dirección a alta velocidad — sin inversión de vaivén, sin hoja giratoria, sin marcas de inversión. Para el corte de discos de germanio, el alambre atraviesa el diámetro de la varilla a velocidades de avance de 10–20 mm/min, y debido a que la superficie abrasiva se renueva continuamente a medida que el bucle circula, la cara de corte permanece uniforme desde la primera oblea de una varilla hasta la última.

El resultado en las varillas de este cliente coincidió con lo que vemos en el corte con alambre germanio en general: rugosidad de la superficie recién cortada de Ra 0.6–1.2 μm, variación total de espesor de 8–15 μm en una oblea de 50 mm, y — el número que más les importó — sin astillado de bordes. Su inspección de entrada se había dimensionado para encontrar y mapear bordes astillados. Después del cambio, ese paso de inspección no encontró nada que mapear.

Las caras lisas y sin astillas no son solo una estadística de calidad; son un cronograma. Cada micrómetro de daño subsuperficial que deja la sierra es un micrómetro que la línea de rectificado y pulido debe eliminar. Las obleas de la SG 20 entraron al rectificado con menos material para quitar y sin asignación de reparación de astillas, y las estaciones posteriores aceleraron sin ningún cambio en las máquinas posteriores.

¿Cómo se programa un corte que reduce a la mitad la mano de obra?

El software de control de la SG 20 es desarrollado internamente en Vimfun, y fue escrito en torno a cómo funcionan realmente los talleres de corte, no en torno a un controlador de movimiento genérico. Tres comportamientos hicieron el trabajo en esta implementación:

• Espesores mixtos en un programa. Un solo trabajo de corte puede contener diferentes espesores de oblea en secuencia — digamos, una tanda de obleas de 5 mm seguida de una tanda de 8 mm de la misma varilla. El operador introduce la lista de espesores y la cantidad una vez.
• Ejecución desatendida. Una vez que el programa comienza, nadie necesita estar en la máquina. La sierra indexa, corta y avanza a través de la lista completa por sí sola.
• Parada automática con alarma. Cuando se corta la última oblea programada, la máquina se detiene y señala la finalización. Ningún operador esperando para captar el final de un trabajo; ninguna varilla cortada más allá de lo planeado.

Antes del cambio, el corte era una estación de asistencia completa. Después, un operador carga una varilla, inicia el programa y se va para operar otros equipos hasta que la alarma lo llama de regreso. A lo largo de los turnos, el requisito de operador del cliente para el corte de discos de germanio se redujo aproximadamente a la mitad — no a través de recortes de personal en la máquina, sino porque la máquina dejó de exigir una audiencia.

¿De dónde provino realmente el 42%?

El cliente informa una eficiencia general del 42% desde que trasladó el corte de discos de germanio a la SG 20. Vale la pena ser preciso sobre qué es ese número, porque no es una afirmación de velocidad del alambre. Es una cifra de extremo a extremo en su flujo de varilla a oblea terminada, y se acumula de tres lugares:

El corte es un sistema de una plataforma de dos sistemas

El comportamiento de corte documentado aquí es uno de los dos sistemas de control en la plataforma SG/SGI. El otro corta contornos programados de dibujos CAD — la capacidad detrás de nuestro caso de corte irregular de lentes de germanio con Sunny Optical, donde lentes en forma de media luna con esquinas R1 salieron de la misma clase de alambre. Un taller que compra la plataforma para obleas mantiene la opción de formas, y viceversa.

Ambos casos se sientan al frente de la misma cadena de herramientas: sierras de alambre alimentando estaciones de centrado, rectificado esférico y pulido en la equipo de fabricación de lentes de germanio línea, parte del rango completo. equipo de procesamiento de óptica infrarroja Los equipos que dimensionan un flujo completo de varilla a lente recubierta deben comenzar desde el línea de producción de óptica infrarroja descripción general.