Dnes už možno jednoznačne konštatovať, že v priemysle dochádza v oblasti laserového rezania materiálov k masívnemu vytláčaniu CO2 laserov pevnolátkovými vláknovými, tzv. fiber lasermi.
TEXT/FOTO ING. ALEXANDER VARGA, PHD., ING. ANDREJ SMELÍK, ING. PAVOL VARGA, MICROSTEP, SPOL. S R. O.
Obr. 1: MSF-Eco s ručne vyťahovaným pracovným stolom
Je to spôsobené tým, že vláknové lasery majú omnoho nižšie prevádzkové náklady, zahŕňajúce náklady na spotrebu energií a plynov, ako aj náklady na údržbu a servis. Okrem toho je ich obrovskou výhodou, že na rozdiel od CO2 laserov sa prenos energie do rezacej hlavy zabezpečuje optickým vláknom a nie reflektívnym lúčovodom, tvoreným sústavou zrkadiel. V prípade reflektívneho lúčovodu je potrebné riešiť problém divergencie lúča, problém extrémnej citlivosti na presnosť výroby vedení, problém stability podlahy, atď., pričom všetky tieto problémy narastajú s dĺžkou stroja. Na strojoch dlhších ako 6 m je preto potrebné mať rezonátor umiestnený na portáli, čo predstavuje asi 1 000 kg záťaže. Iným riešením je konštrukcia s dlhým pracovným stolom, ktorý sa postupne presúva pod krátkou rezacou zónou. Všetky tieto problémy opto-vláknový lúčovod odstránil a otvorila sa možnosť realizácie aj veľkých strojov za prijateľnú cenu.
Obr. 2: MSF s pracovnou plochou 4x2 m – pohľad zo strany pracoviska obsluhyÚSPEŠNÁ INVESTÍCIAFirma MicroStep, spol. s r. o., okrem iných rezacích technológií (plazma, kyslík, vodný lúč) vyrába a dodáva aj fiber laserové rezacie stroje s typovým označením MSF, pričom do vývoja týchto systémov investovala v posledných rokoch značné úsilie. Výsledkom tohto vývoja je modulárny systém s rozmerovou a funkčnou variabilitou, na báze ktorého možno realizovať jednak štandardné a jednak zákaznícky orientované laserové rezacie stroje. Všetky verzie strojov MSF sú z hľadiska dosahovaných rýchlostí ekvivalentné. Pri súbežnom pohybe v osiach X a Y sa hlava pohybuje maximálnou rýchlosťou 180 m/min. V strojoch sú nasadzované rezonátory firmy IPG, rezacie hlavy firiem Precitec, resp. HighYAG.
VERZIA MSF-ECO Pre najjednoduchšie aplikácie ponúkame verziu s označením MSF-Eco, dodávanú len pre rozmery polotovarov 2x1 m, 2,5x1,25 m a 3x1,5 m, pričom dlhší rozmer predstavuje šírku portálu stroja. Stôl, na ktorom prebieha rezanie, sa do manipulačnej polohy (nakládka, vykládka) vyťahuje manuálne. Odpad po rezaní sa zbiera a zhromažďuje v kontajneroch umiestnených v spodnej časti stroja. Tieto sa vyberajú tiež manuálne. Po naložení polotovaru na pracovný stôl sa tento zasunie do stroja, kabína sa uzavrie a potom sa môže uskutočniť proces rezania. Stroj v takomto vyhotovení je znázornený na obr. 1. Stroje typu MSF-Eco môžu byť osadené iba laserovým zdrojom do výkonu 2 kW, suportom iba pre kolmé rezanie a nemôžu byť doplnené o systém na rezanie rúr a profilov. Samozrejme, stroje sú vybavené odsávacou filtračnou jednotkou na likvidáciu spalín vznikajúcich pri rezaní. Stroje MSF v štandardnom vyhotovení dodávame vo veľkostiach od 3x1,5 m až po 24x3 m. V tomto vyhotovení je stroj vybavený výmenným stolom, pričom konštrukcia roštov výmenného stola umožňuje doplniť stroj systémom automatickej nakládky a vykládky, čo je tiež jednou z ponúkaných alternatív. Na obr. 2 je znázornený pohľad na štandardné vyhotovenie stroja MSF zo strany pracoviska obsluhy a na obr. 3 je znázornený pohľad na stroj zo strany výmenného stola.
Obr. 3: MSF s pracovnou plochou 12x3 m – pohľad zo strany výmenného stola
Pri strojoch veľkých rozmerov môže byť ovládacia konzola riadiaceho systému osadená aj v zadnej časti stroja tak, aby sa minimalizoval potrebný pohyb obsluhy, ako to vidieť aj na obr. 3. Výmenný stôl je chránený proti prístupu obsluhy k stolu počas výmeny laserovou zábranou, ktorá blokuje výmenu za prítomnosti pracovníka v zakázanej zóne. Stroje sú vybavené vynášacím dopravníkovým pásom, ktorý odnáša odpad vznikajúci pri rezaní, do zberného kontajnera umiestneného v zadnej časti stroja. V štandardnom vyhotovení majú stroje MSF implementovaný automatický mazací systém a môžu byť vybavené rôznymi typmi suportu rezacej hlavy. Okrem suportu pre kolmé rezanie môže byť stroj dodaný so suportom pre úkosovérezanie dielcov – obr. 4.
Obr. 5: Kalibrácia suportu pre úkosové rezanie s rezacou hlavou Precitec
Suport pre úkosové rezanie je oproti suportu pre kolmé rezanie doplnený o dve CNC pohybové osi, umožňujúce naklápanie rezacej hlavy tak, aby umožnili rezanie s uhlom v rozsahu 0 až 45 stupňov. Obe pohybové osi sú vybavené striedavými pohonmi Panasonic a presnými bezvôľovými prevodovkami SPINEA. V závislosti od požadovaného rozsahu rezaných hrúbok môže byť použitá rezacia hlava HighYAG resp. Precitec. Na zabezpečenie mechanickej presnosti suportu je stroj MSF doplnený o autokalibračný systém ACTG, ktorý umožňuje automatické premeranie polohy koncového bodu výkyvnej hlavy.
Na základe tohto merania riadiaci systém stroja vypočíta a aplikuje korekcie pri riadení pohybu tak, aby geometrická presnosť bola dodržaná. Výhodou je, že hlavu nie je potrebné manuálne nastavovať, čo predstavuje veľkú časovú úsporu pri zachovaní dlhodobo stabilnej presnosti úkosov.
Obr. 4: Suport pre úkosové rezanie s rezacou hlavou
Precitec
Okrem mechanickej korekcie je systém vybavený aj automatickou kalibráciou kapacitného snímača reznej výšky pre všetky uhly náklonu (obr. 6), pričom riadiaci systém v procese rezania tieto údaje automaticky aplikuje na proces riadenia reznej výšky.
Obr. 6: Automatická kalibrácia kapacitnéhovýškového snímača
Stroj dokáže vytvárať rezné hrany typu V, Y, X aj K, pričom zložitejšie z nich sú vytváranéb viacerými opakovanými prechodmi rezacej hlavy nad príslušnou hranou.
Okrem suportu pre úkosové rezanie môže byť stroj typu MSF vybavený vŕtacím (závitovacím) suportom, suportom pre popisovanie a suportom so skenerom, pomocou ktorého možno presne identifikovať polohu už vyrezaného dielca a následne doň niečo dorezať, napríklad dodatočne upraviť hrany doplnením úkosu – technológia ABP.
Všetky stroje typu MSF majú v štandardnom vyhotovení stanicu na automatické čistenie rezacej dýzy vybavenú kamerovým mikroskopom na kontrolu stavu dýzy bez potreby jej odmontovania.
V štádiu prípravy je aj systém automatickej výmeny dýz.
Navyše, stroje MSF môžu byť doplnené o časť na rezanie rúr a profilov až do priemeru 500 mm, čo je v súčasnosti v MicroStep-e intenzívne rozvíjanou oblasťou.
