Фабрика автоматтандыруы үшін лазерлік кесу машинасын қалай таңдау керек?

Лазерлік кесу машиналарының түрлері мен негізгі технологияларын түсіну

Талшықты лазерлік кесу жүйелері: Металдарды өңдеу үшін жоғары өнімділік

Талшықты лазерлі кесу жүйелері металдарды өңдеу цехтарына шынымен тиімділік әкеледі. Олар өткізгіш металдарды кесуге қажетті қуатты сәулелер алу үшін ерекше өңделген оптикалық талшықтарды пайдаланады. Дәстүрлі CO2 лазерлерімен салыстырғанда, бұл талшықты жүйелер болат, алюминий және мыс қорытпаларын шамамен 30 пайызға тезірек кese алады. Сонымен қатар, жиектер кішігірім жылу әсер ететін аймақтармен әлдеқайда таза шығады. Қатты денелі құрылым газ негізіндегі ескі жүйелерге қарағанда қамтуға тиісті бөлшектер санын азайтады. Бұл оларды машиналарды жұмыста ұстау мен шығарылымды максималды көбейту ең маңызды болып табылатын үздіксіз жұмыс істейтін өндірістік қондырғылар үшін өте жақсы етіп қалайды.

CO2 лазерлі кескіштер: бейметалдар мен аралас материалдармен оптимальды өнімділік

CO2 лазерлі кескіштер 10,6 микрон жиіліктегі сәулелер алу үшін газ қоспаларымен жұмыс істейді, бұл өз кезегінде ерекше металл емес және композитті материалдарды кесуде өте жақсы нәтиже береді. Бұл қондырғылар ағаш, акрил парақтары, әртүрлі пластиктер, мата, тіпті боялған беттерді балқытылған шеттер немесе сезімтал материалдарда күйдіру іздері қалмайтындай етіп таза кесе алады. Бұл лазерлердің әртүрлі заттармен әрекеттесу тәсілі олардың органикалық материалдармен және қаптамасы бар материалдармен жұмыс істеуге өте жарамды екенін білдіреді. Алайда, жақсы нәтиже алу үшін желдету жүйесін дұрыс орнату мен нақты кесілетін материалға қарай көмекші газдарды дұрыс таңдау сияқты егжей-тегжейлі мәселелерге назар аудару қажет, өйткені әртүрлі жобалар мен материалдар арасындағы жағдайлар әлдеқайда өзгеше болады.

Плазма-лазерлі гибридті жүйелер: әралуан өнеркәсіптік қолданыстар үшін икемділікті арттыру

Плазмалық лазерлі гибридті жүйелер бір ғана орнатуда термиялық кесу мен лазерлік технологияны біріктіреді, сондықтан олар жеке машиналарды қажет етпей-ақ қалың металл бөліктерден бастап, сезімтал детальдарға дейінгі барлық нәрсемен жұмыс істеуге қабілетті. Жүйе 150 мм-ге дейінгі қалың тақталарды плазмамен кесуден дәлдікті талап ететін кішігірім компоненттер үшін лазерлік режимге ауысуға дейін қозғала алады. Мұндай икемділік күнбе-күн әртүрлі тапсырмалармен айналысатын цехтар мен зауыттар үшін өте пайдалы. Компаниялар екі кесу әдісін бір ғана құрылғыға біріктіргенде, жабдыққа кететін шығындар азаяды, цехтағы бағалы кеңістік босап, бүкіл операциялар тегіс жүреді. Бұл құрылымдық болат жұмыстарын орындау қажет болатын және бір мезгілде кішігірім, күрделі бөлшектермен де айналысу керек болатын орындар үшін идеалды.

Зауыттық қолдану үшін талшықты, CO2 және гибридті лазерлік кесу машиналарын салыстыру

Дұрыс лазерлік жүйені таңдау шынында да үш негізгі факторға байланысты: қандай түрдегі материалдармен жұмыс істейтініңіз, қанша көлемде жұмыс атқару керек және операциялық тұрғыдан ең маңыздысы не. Талшықты лазерлер электр энергиясын жарыққа 30% пайдалы әсер коэффициентімен түрлендіретіндіктен, олар CO2 жүйелерінде кездесетін 10-15% көрсеткішіне қарағанда анағұрлым тиімді болып саналады және негізінен барлық металл өңдеу цехтарында орын алды. Сонымен қатар, бұл талшықты жинақтардың жалпы алғанда техникалық қызмет көрсету қажеттілігі аз болады. Керісінше, көптеген өндірушілер пластиктермен, композиттік материалдармен немесе аралас материалдармен жұмыс істегенде, дұрыс уақытында айнала ынталарды реттеуді және қымбат газ баллондарын толтыруды талап етсе де, CO2 лазерлеріне қол жеткізеді. Гибридті лазерлік жүйелер әртүрлі материалдар бойынша кеңінен қолданылуы мүмкін, бірақ техникалық қызмет көрсетуге қойылатын қосымша талаптармен бірге келеді. 2023 жылғы IMTS-тің соңғы өнеркәсіптік есебіне сәйкес, талшықты лазерлер қазір металл өңдеу нарығының шамамен 72% алады, ал CO2 технологиясы басқа нұсқалар жарамсыз болатын нақты емес металл қолданыста әлі де өз орнын сақтап отыр.

Өнімділік пен дәлдікке әсер ететін негізгі компоненттерді бағалау

Лазерлік кесу машинасының өнімділігі мен дәлдігі үш біріктірілген ішкі жүйеге тәуелді. Автоматтандырылған өндірістік ортада сенімді жұмыс істеуі үшін әрқайсысын оптималдау қажет.

Лазерлік көз: Қуат шығысын материал қалыңдығы талаптарына сәйкестендіру

Нәрселерді қаншалықты жақсы кесу керек екенін анықтауда дұрыс лазерлік қуат деңгейін таңдау маңызды рөл атқарады. 3-тен 6 кВт-қа дейінгі ваттпен жұмыс істейтін жүйелер қалың металл парақтарды керегінше оңай кесіп өтеді. Ал 1-ден 3 кВт-қа дейінгі кішігірім қондырғылар энергияны аса көп шығындамай, жұқа материалдарды таза және дәл кесуге мүмкіндік береді. Мысалы, нержавеющий болатты алайық. Төзімді 4 кВт шынжырлы лазер шамамен 20 мм қалыңдықтағы материалды өте жеңіл кесіп өтеді. Бірақ сол материалды 12 мм-ден асқанда 2 кВт қондырғымен кесуге тырыссаңыз, онша сәтті болмайды. Кесуге қажетті қуатты дұрыс таңдау тек жұмысты тез орындауға ғана емес, сонымен қатар бүкіл өндіріс процесінде энергияны тиімді пайдалану арқылы ұзақ мерзімде ақша үнемдеуге көмектеседі.

CNC басқару жүйелері: Дәлдікті, нақтылықты және қатаң толерантты басқаруды қамтамасыз ету

Заманауи өндірістің негізінде жиі машина миі сияқты аталатын CNC жүйесі орналасқан. Ол шынымен де таңғажайып нәрсе істейді — цифрлық сызбаларды микрон дәлдікпен нақты әлемдегі бөлшектерге айналдырады. Жоғары сапалы жүйелер осьтердің қозғалуы, лазерлердің қарқындылығы және газдарға көмек керек болатын уақыт сияқты факторларға нақты уақытта түзетулер енгізеді. Бұл барлық реттеулер уақыттың өзінде жүзеге асырылады, сондықтан соңғы өнім ±0,1 мм-ге дейінгі қатаң допусс диапазонында қалады. Бұл бәрі неге маңызды? Себебі, біркелкі бөлшектер фактіден кейін қателерді түзетуге кететін уақытты азайтады. Ал ұзақ уақыт бойы тоқтамай жұмыс істейтін зауыттар бірден-біріне сапасы бірдей бөлшектерді күшейтуге сенеді.

Көмекші газ жүйесі: Газдың таңдауы кесу сапасы мен жылдамдығына қалай әсер етеді

Дұрыс газды таңдау заттардың жылдам кесілуіне, шеттерінің қалай көрінуіне және операцияларды жүргізуге қанша ақша жұмсалатыны туралы барлық айырмашылықты жасайды. Азот өте жақсы, өйткені ол кейіннен дәнекерлеу немесе бояу үшін қажет болатын тот баспайтын болат пен алюминий бөлшектерінде қажетті таза, оксидсіз жиектерді береді. Көміртегі көміртекті болат кесуді жылдамдатады, бұл процесте болатын экзотермиялық реакцияларға байланысты, бірақ оның бетінде окислау қалдырылады. Кемелділік қажет емес жұмыстар үшін қысылған ауа арзан нұсқа ретінде жақсы жұмыс істейді, тіпті шеттері соншалықты әдемі болмаса да. Газды дұрыс сәйкестендіріп, дүкендер кесу жылдамдығын 30 пайызға көтеруге болады. Бұл ретте, өнеркәсіптік тәжірибе бойынша, тұтыну материалдарына шамамен төрттен бір бөлігін үнемдейді.

Автоматтандыруды және CNC үйлесімділігін үздіксіз фабрика операцияларын біріктіру

Үздіксіз, қадағаламайтын өндіріс үшін лазерлік кесу станоктарында автоматтандыруды интеграциялау

Автоматтандыру роботтық жүктеу/түсіру, конвейерлік жүйелер мен паллетті ауыстырушыларды CNC-басқарылатын лазерлік кескіштермен интеграциялау арқылы тәулік бойы өндірісті іске асыруды мүмкінді етеді. Бұл жүйелер демалыс уақытында да жұмыс ағымының үздіксіздігін сақтайды, еңбек шығындарын азайтады және қолмен жұмыс істеуге қарағанда өнім шығаруды 300% дейін арттырады — бұл тұрақты шығарылым талап етілетін үлкен көлемді өндіріс орталарында ерекше маңызды болып табылады.

Өнеркәсіптік орталардағы бағдарламалық жабдықтың үйлесімділігі мен ыңғайлылығы

Автоматтандыруды дұрыс жұмыс істеуі әртүрлі бағдарламалық компоненттердің қаншалықты жақсы байланысуына және интерфейстің пайдаланушылар үшін түсінікті болуына күшті тәуелді. Көптеген заманауи лазерлік жүйелер DXF, DWG және STEP пішімдері сияқты жиі қолданылатын CAD/CAM файлдарымен жұмыс істей алады, бұл сызба тақтасынан нақты өндіріске өту процесін әлдеқайда жеңілдетеді. Операторлар қолдануы оңай платформаларға ие болған кезде олар жүйемен жұмыс істеуді үйренуге аз уақыт жұмсайды және күрделі дизайндарды программалау кезінде қиындықтардың алдын алады. Үйлесімді бағдарламалық шешімдерге инвестиция салатын компаниялар программалау қателерінің санын басқалармен салыстырғанда шамамен екі есе азайтады, әсіресе ескірген немесе үйлесімсіз құралдарды қолданып отырған компаниялармен салыстырғанда. Бұл өндірушілер үшін дайындық уақыты да қатты төмендейді, кейде бұрын сағаттарға созылатын процесс тек бірнеше минутқа дейін қысқарады.

CNC жүйелерін фабрика автоматтандыру протоколдарымен (мысалы, Industry 4.0, IoT) синхрондау

Қазіргі заманғы лазерлік кесу жабдықтары OPC UA және MTConnect сияқты Industry 4.0 протоколдарымен жұмыс істейді, яғни олар нақты уақыт режимінде MES және ERP жүйелерімен байланыса алады. Бұл жабдықтарды біріктіру өндірушілерге үлкен артықшылықтар әкеледі. Сенсорлар мәселелер пайда болар алдында оларды анықтаған кезде болжамды техникалық қызмет көрсету мүмкін болады. Техниктер әрбір дұрыс емес жағдайда зауыт алаңына барып отырмай-ақ ақауларды қашықтан анықтай алады. Басшылар өндірістің барлық процесінде не болып жатқанын жоғарыдан түсініп отырады. Жабдықтар осы цифрлық желінің бөлігі болған кезде ақылды зауыттар шикізаттан бастап дайын өнімге дейінгі толық көріністі алады. Барлық адамдар бір уақытта бірдей ақпаратқа қол жеткізетіндіктен, бөлімшелер арасындағы ынтымақтастық едәуір жақсарады.

Дамыған автоматтандыруды операторлардың біліктілігінің болуы мен оқыту қажеттілігімен тепе-теңдікте ұстау

Автоматтандыру әлбетте өнімділікті арттырады, бірақ оны дұрыс жүзеге асыру жұмысшылардың өзгерістерге дайын болуына байланысты. Көптеген зауыт иелері дәстүрлі жабдықтармен қатар заманауи цифрлық жүйелерді де білетін адамдар таба алмаған кезде қиындықтарға тап болады. Сәтті өтетін компаниялар, әдетте, негізгі машина жұмысынан бастап күрделі бағдарламалық интерфейстерді басқару және туындайтын мәселелерді шешуге дейінгі барлық салаларды қамтитын оқыту бағдарламаларына уақыт пен ақша салады. Мұндай салымдар шынында да тез пайда әкеледі. Салалық есептерге сәйкес, ресми оқыту сессияларын өткізетін компаниялар салымдарын осындай бағдарламалары жоқ компанияларға қарағанда 70% жылдам қайтарып алады. Сонымен қатар, толық автоматтандырылған үрдістерге өткен кезде өндірістік ақаулар шамамен екі есе аз болады.

Материалдардың үйлесімділігін және өндірістік тиімділікті бағалау

Негізгі материалдарыңызға сәйкес машина түрін таңдау: Металдар мен металдар емес материалдар

Өңделетін негізгі материал құрал-жабдықты таңдауда маңызды рөл атқарады. Талшықты лазерлер әдетте 10 мм қалыңдықтан аспайтын жұқа материалдармен жұмыс істегенде тезірек кесу мүмкіндігін беретін алюминий, ерітіндісіз болат және мыс сияқты жарық шағылатын металдармен жақсы жұмыс істейді. Керісінше, CO2 лазерлері әдетте пластик, ағаш, акрил және мата сияқты метал емес заттармен жақсы жұмыс істейді және шеттерін балқытпай таза кеседі. Металл мен метал емес жобалар арасында жиі ауысатын цехтар гибридті лазерлік жүйелерді қарастыруы мүмкін. Бұл жиналымдар жұмыс істеу жағынан икемділік береді, бірақ бір түрлі материалға арналып арнайы жасалған машиналармен салыстырғанда жиі озып шыға алмайды. Көптеген цехтар бұл шешім қабылдағанда ыңғайлылық пен кесу жылдамдығын салыстырып отырады.

Материал түрі бойынша кесу жылдамдығы мен өткізу қабілетін оптимизациялау

Тиімді кесуде жылдамдық бәрін бермейді. Бір күнде қанша жұмыс істелетініне материалдарды тесу, станоктың үдеуі және материалдармен жұмыс істеу кезінде болатын процестер сияқты факторлар әсер етеді. Талшықты лазерлер өндірісте жиі кездесетін жұқа парақтар сияқты металдарды тез кесуге өте жақсы. Ал CO2 жүйелері жылу режимін басқару маңызды болатын қалыңдау емес металл материалдармен жұмыс істегенде өз орнын сақтайды. Өндірушілер станоктарын дұрыс материалдарға сәйкестендіргенде, жалпы жабдық тиімділігінің (OEE) артуын байқайды. Кейбір зауыттар жұмысқа дұрыс келмейтін құралдарды пайдаланған кезге салыстырғанда шамамен 40% жақсаруын хабарлайды. Ойланып көргенде, бұл түсінікті.

Әртүрлі материал қалыңдықтарында дәлдікті және тұрақтылықты сақтау

Әртүрлі материал қалыңдықтарымен жұмыс істеген кезде сапаның тұрақты нәтижесін алу нақты реттелетін басқару жүйелеріне байланысты. Қазіргі заманның жабдықтары нақты уақытта сезгіш технологиясын, реттелетін оптикалық параметрлерді және фокустық нүктені, сонымен қатар газ қысымын қажетті бағытта өзгерте алатын динамикалық форсункаларды қамтиды. Бұл өңделетін бөлшектің барлық бойында кесу енін біркелкі етуге және конустық әсерді минимумға дейін төмендетуге мүмкіндік береді, әсіресе жұқа металл парақтардан қалыңдау пластиналарға көшкен кезде бұл айқын байқалады. Ең жақсы станоктар барлық қалыңдық диапазоны бойынша позициялық дәлдікті жақсы сақтайды және өзінің жобаланған шегінде плюс-минус 0,05 миллиметр шегінде қалады.

Жұмыс аймағының өлшемін дұрыс таңдау және болашақта кеңейту мүмкіндігін ескеру

Жоғары көлемді және үлкен бөлшектерді өндіру үшін жұмыс аймағының өлшеміне назар аудару

Жұмыс аймағының өлшемі өндірісте қанша жұмыс істеуге болатынына және процестердің қаншалықты тиімді жүретініне үлкен әсер етеді. Машиналардың жатақ орындары үлкен болған сайын олар біртіндеп тиеп-түсіп отыруға қарағанда бір мезгілде бірнеше кіші бөлшектерді өңдей алады. Бұл уақыттың кетуін азайтады және бірдей уақыт ішінде көбірек бөлшек жасауға мүмкіндік береді. Өте үлкен бөлшектерді өңдеу кезінде де жеткілікті кеңістік болуы маңызды. Жеткілікті үлкендіктегі машиналар болмаған жағдайда жұмысшылар өңдеу кезінде бөлшектерді жиі жылжытуға мәжбүр болады, бұл дәлдікті бұзады және кейіннен қосымша қадамдарды талап етеді. Ақылды цехтар әдетте қазіргі уақыттағы ең үлкен бөлшектерін ескеріп, болашақта болуы мүмкін жаңа бөлшектерді де елестетеді. Біз өсудің нақты мүмкіндіктеріне сәйкес келмеген жоспарларға байланысты жабдықтардың өлшемін аз бағалап, көптеген компаниялар қиындыққа тап болғанын көрдік.

Өндірістің дамуына қарай Лазерлік кесу машинасына инвестицияны болашаққа бағыттау

Бүгінгі күндері масштабтау үлкен жабдық сатып алу кезіндегі компаниялар үшін басымдықтар тізімінде жоғары орын алады. IMTS 2023 жылғы соңғы мәліметтерге сәйкес, шамамен өндірушілердің екі үштен бірі лазерлік жүйелерді сатып алу кезінде масштабтауды басымдық ретінде қарастырады. Бұл шынымен де маңызды, себебі көбінесе зауыттар болашақта қуаттылықты арттыруды қажет етеді. Кейінірек қуаттылықты арттыруға, автоматтандырудың кеңеюіне мүмкіндік беретін, сондай-ақ уақыт өте келе жақсарып отыратын бағдарламалық қамтамасыз етумен жабдықталған модульді конструкцияда жасалған қондырғыларды іздеңіз. Industry 4.0 дайындығы тек алда болу туралы ғана емес. Ақылды өндірістік технологиялармен сәйкес келетін қондырғылар цехта ұзақ уақыт пайдаланылады, яғни ертеңгі бизнес талаптары өзгерген кезде бүгінгі күні жұмсалған ақша тез жоғалмайды.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Мақалада талқыланған лазерлі кесу машиналарының негізгі түрлері қандай?

Негізгі лазерлік кесу машиналарына талқыланған талшықты лазерлік кесу жүйелері, CO2 лазерлік кескіштер мен плазмалы-лазерлік гибридті жүйелер жатады.

Талшықты лазерлік жүйелер CO2 лазерлерінен қалай ерекшеленеді?

Талшықты лазерлік жүйелер электр энергиясын шамамен 30% ПӘК-пен жарыққа түрлендіруі және тезірек кесу уақытын ұсынуы арқасында, әсіресе металдарды өңдеу үшін тиімдірек. CO2 лазерлері бейметалдар мен аралас материалдарға жақсырақ сәйкес келеді және реттелген техникалық қызмет көрсетуді талап етеді.

Гибридті лазерлік жүйелерге ең жарамды материалдар қандай?

Гибридті лазерлік жүйелер металл мен бейметалл материалдармен жұмыс істейтін цехтар үшін жұмыс істеу икемділігін қамтамасыз етеді, макенде бір түрлі материалға арналған мамандандырылған машиналармен бірдей тиімділікті қол жеткізе алмауы мүмкін.

Лазерлік кесуде көмекші газдың таңдалуына қандай факторлар әсер етеді?

Көмекші газды таңдау кесу жылдамдығына, шетінің сапасына және жұмыс құнына әсер етеді. Азот пайдалану пайдаланылған жерлерде таза шеттер алуға мүмкіндік береді немесе бояу, оттегі тотығу қалдықтарымен кесуді жылдамдатады, ал қысылған ауа шет сапасына әсер ететін төмен құнды альтернатива болып табылады.

Автоматтандыру лазерлік кесудің тиімділігін қалай арттырады?

Автоматтандыру жұмыс күшінің құнын азайтады, өткізу қабілетін арттырады және роботты жүктеу/түсіру және конвейерлік жүйелер сияқты компоненттер арқылы тұрақты шығысты қамтамасыз етеді, бұл әсіресе көп көлемді өндірісте үздіксіз өндірісті іске қосуға мүмкіндік береді.