Қандай талшықты лазерлік кесу машинасын таңдау керек?

Материалдардың талаптарын талшықты лазерлі кесу машинасының мүмкіндіктеріне сәйкестендіру

Металдармен сүйкелісу: шойын болат, алюминий, мыс және жоғары шағылысушы қорытпалар

Талшықты лазерлі кесу машиналары көптеген металдарда өте жақсы жұмыс істейді, бірақ ең тиімді нәтиже әрине өзінің металдың өзіне байланысты. Мысалы, коррозияға төзімді болат пен алюминий үшін әдеттегі 1–6 кВт жүйелері жеткілікті. Алайда, мыс немесе қола сияқты жарықты көп шағылдыратын қиын материалдармен жұмыс істегенде жағдай толығымен өзгереді. Олар үшін кемінде 12 кВт қуат қажет, сонымен қатар қымбат бағалы оптикалық компоненттерді зақымданудан қорғайтын арнайы кесу басы қажет. Бұл шектеулерді өнеркәсіп қазір толығымен түсінеді, себебі осы салада тәжірибе жинаған әрбір маман өзінің тәжірибесінен кейінгі қымбат жөндеу шығындарын болдырмау үшін не жұмыс істейтінін біледі.

Бейқатынас өңдеу барлық материалдар бойынша құрылымдық бүтіндікті сақтайды, сондықтан кесу кезінде механикалық деформациялар пайда болмайды.

Қалыңдық қабілеті мен лазерлі қуат: өндірістік қажеттіліктеріңізге сай дұрыс ватттық көрсеткішті таңдау

Әртүрлі материалдар мен өндірістік талаптар үшін лазерлік қуатты дұрыс таңдау өте маңызды. Егер лазердің беруі мүмкіндігі мен жұмыстың талаптары арасында сәйкессіздік пайда болса, нәтижелер тез нашарлайды. Кесу жылдамдығы төмендейді және таза кесілген жиектерді алу мүмкін болмайды. Мысалы, аустенитті болат үшін: 3 кВт қуатты машина 6 мм қалыңдықты шамамен 3 метр/минута жылдамдықпен кесе алады. Ал қызығы, осындай қалыңдықтағы алюминийді кесу үшін шамамен 1,8 кВт қуат жеткілікті, ал кесу жылдамдығы 5 м/мин-ға жақын болады. Қуаттың жетіспеушілігі де әртүрлі проблемаларға әкеледі. Біз кесілген жиектер бойынша көбірек шлак түзілуін және кейіннен түзетуге тура келетін толық емес кесілулерді бақылаймыз. Өткен жылғы «Fabrication Tech Quarterly» журналына сүйенсек, осындай ақаулар қайта өңдеу шығындарын шамамен 20%-ға дейін көтеруі мүмкін. Сондықтан белгілі бір қолданбалар үшін жабдық таңдаған кезде осы операциялық шектерді түсіну өте маңызды.

• Жұқа парақтар (1–3 мм) 1–2 кВт жүйелері 10–15 м/мин жылдамдықтарды қолдайды және өте жоғары сапалы детальдар алуға мүмкіндік береді
• Орташа диапазон (4–10 мм) 3–6 кВт өндірістік қуаттылық, шеттердің сапасы мен энергиялық тиімділікті теңестіреді
• Қалың табақша (12–30 мм) 8–12 кВт қуаттылық пен оттегі көмегімен тереңдікке сенімді түрде проникновение жасауға және таза кесу операциясын орындауға болады

Қуаттылықтың сәйкессіздігі тесу циклы кезінде тұтыну бұйымдарының шығынын 23% арттырады. Қуаттылықтың артық көрсетілуі жылдық энергия шығындарын әрбір артық киловаттқа $7 200-ға көтереді — сондықтан әрқашан өзіңіздің негізгі материалдар қоспасыңызға сәйкес өндірушінің қуат кестелерін тексеріп отырыңыз

Сіздің талшықты лазерлік кесу машинасының негізгі сипаттамаларын бағалаңыз

Лазерлік қуат, сәулелік сапа және кесу жылдамдығы арасындағы компромисс: кеңінен қолданылатын қуаттылық диапазондары (1–12 кВт)

Дұрыс ваттты таңдау — бұл тек максималды қуатты таңдау емес. Бұл негізінен өңделетін материал көлемі, қажетті дәлдік деңгейі және ұзақ мерзімді тұрғыдан қаржылық тиімділік арасындағы «тәтті нүктені» табуға келеді. Төмен қуатты жүйелер (шамамен 1–3 кВт) 5 мм-ден жұқа материалдарда жылдам жұмыс істеуге және негізінен ұсақ детальдарды өңдеуге өте жарамды. Алайда осындай жүйелер қалыңдығы әлдеқайда көп материалдармен жұмыс істегенде қиналады. Орташа қуатты лазерлер (4–6 кВт) шамамен 10–15 мм қалыңдықтағы болат плиталарды минутына 2–3 метр жылдамдықпен кесе алады. 20–40 мм плиталар сияқты ауыр материалдармен жұмыс істейтіндер үшін 8–12 кВт қуатты жоғары қуатты қондырғылар қажет болады, бірақ олар әлдеқайда көп энергия тұтынады. Лазер сәулесінің өзінің сапасы да маңызды рөл атқарады. Бұл «Сәуле параметрінің көбейтіндісі» (BPP) деп аталатын көрсеткішпен өлшенеді; жақсы сәуле сапасы тар кесілулер мен таза шеттерді білдіреді. Егер BPP 1,2-ден төмен болса, фокус ұсақ элементтерді өңдеуге жеткілікті тұрақты қалады. Сапасы төмен сәулелердің қолданушылары нәтижесін қанағаттандыру үшін жұмыс жылдамдығын баяулатуға мәжбүр болады — қондырғының нақты қуаты қандай болса да.

Ақылды кесу басының сипаттамалары: Автофокустау, соқтығысуға қарсы қорғаныс және нақты уақытта бақылау

Қазіргі кезде кесу басындағы автоматтандыру функциялары өндірістік уақытты арттырады, қайталанымдарды дәлірек орындайды және жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Мысалы, автоматты фокус түзету жүйесін қарастырайық. Бір материалдан екіншісіне ауысқан кезде немесе қалыңдық өзгерген кезде АФТ жүйелері фокустың орнын автоматты түрде реттейді, сондықтан қолмен қайта калибрлеу үшін барлық өндірісті тоқтату қажет емес. Бұл өндірістік сменалар кезінде бағалы минуттарды үнемдейді. Сонымен қатар, соқтығысуға қарсы қорғану технологиясы да әсерлі. Қысымға сезімтал төртбұрышты төсемдер қандай да бір күтпеген нәрсеге тиіп қалған мезетте автоматты түрде артқа шегінеді, сондықтан парақтар ортасынан шығып кеткен немесе материалдар қисық болған жағдайда ірі зақымдану болмайды. Нақты уақытта бақылау жүйесі линзалардың ластануын, сәулелердің бағытының ығысуын және жүйе компоненттеріндегі жылу жиналуын бақылайды. Операторлар өнімнің соңғы нұсқасында нақты ақаулар пайда болғаннан көп бұрын хабарландырылады. Өткен жылғы «Fabrication Tech Journal» журналының деректеріне сәйкес, бұл ақылды функциялардың барлығы бірігіп құрылымдық уақытты шамамен 30 пайызға қысқартады және материалдардың шығынын шамамен 17 пайызға азайтады. Сондықтан өндірушілер өз өндіріс сызықтарына осындай жабдықтарға барынша көп инвестициялар жұмсап жүр.

Өндірістік ортанызбен физикалық және операциялық сәйкестікті қамтамасыз ету

Талдау жасамас бұрын, талшықты лазерлі кесу машинасын орнату туралы шешім қабылдағанға дейін цехтағы барлық нәрселердің орналасуын жақсылап қараңыз. Машина үшін нақты қайда орын қалдыруға болатынын, сондай-ақ материалдардың кіру мен шығу аймақтарын тексеріңіз. Жұмысшылардың қауіпсіз жылжуы үшін жабдықтар арасында жеткілікті аралық қалдыруын ұмытпаңыз — бұл соқтығысулар мен өндірістік процесте «трафик тығысуын» болдырмауға көмектеседі. Сондай-ақ, жаңа машиналар қазіргі жабдықтармен үйлесімді жұмыс істеуі тиіс. Тасымалдаушы ленталар дұрыс үйлесуі керек, роботтық иілер қажетті аймаққа жетуі тиіс, ал бөлшектерді орналастыратын бағдарламалық қамтамасыз ету басқа барлық жүйелермен сәйкес келуі тиіс. Электр қуаты да маңызды фактор болып табылады. Көптеген стандартты 6 кВт жүйелері тұрақты 480 В үш фазалы электр қуатын және суыту қондырғылары арқылы қамтамасыз етілетін жеткілікті суыту қабілетін талап етеді. Жабдықтарды таңдаған кезде модульді компоненттері бар модельдерге қосымша назар аударыңыз, себебі олар кәсіпорынның уақыт өте келе өсуіне мүмкіндік береді, ал қазір жұмыс істеп тұрған жүйелерді толығымен қайта жинауға тура келмейді. Соңғы, бірақ ешқашан аз маңызды емес: техникалық қызмет көрсету үшін ашылатын есіктер, сервис тесіктері мен қауіпсіздік құлптары барлық жергілікті заңдарға және өндірістік циклдар кезінде кездейсоқ тоқтатуларды азайтуға бағытталған компания саясатына сай келетінін қайтадан тексеріңіз.

Сіздің талшықты лазерлі кесу машинаңыздың жалпы иелену құнын және ұзақ мерзімді қолдауын бағалаңыз

Бастапқы инвестиция мен жұмыс істеу шығындары: электр энергиясы, көмекші газдар, тұтынуға жататын бұйымдар және техникалық қызмет көрсету

Бұл машиналардың нағыз құны олардың алғашқы құнында ғана емес, сатып алудан кейінгі кезеңде де көрінеді. Талшықты лазерлік жүйелердің құны олардың қуат деңгейлері мен қосымша функцияларына байланысты екі мың доллардан жарты миллион долларға дейін болуы мүмкін. Көптеген адамдар қарастырмай қалатын нәрсе — бұл жүйелерді пайдаланудың жетіден он жылға дейінгі мерзімінде қосымша шығындар бастапқы үнемдеулерді толығымен жеп қоюы мүмкін. Энергия шығындары әртүрлі болады. Бірден үш киловаттқа дейінгі қуатты жүйелер сағатына бес пен он бес киловатт-сағат арасында энергия жұмсайды, яғни сағатына шамамен тоғыз центтен үш долларға дейін тұрады. Ал толық қуатта жұмыс істеген кезде он екі киловатттық моделдер сағатына жиырма алты киловатт-сағатқа дейін энергия тұтынуы мүмкін, бұл материалдарды кесуге кететін әрбір сағатқа шамамен елу екі долларға сәйкес келеді. Содан басқа, әртүрлі металдар үшін қажетті көмекші газдар (мысалы, хромды болат пен алюминий үшін азот, көміртекті болатты кесуге тиімдірек оттегі), сондай-ақ ешкім ойланғысы келмейтін ауыстырылатын бөлшектер — соплалар, қорғаныс линзалары және кейде ауыстырылуы қажет болатын турбобілік сүзгілері сияқты тұрақты шығындар да бар. Алайда, талшықты лазерлердің қызмет көрсету шығындары қанағаттанарлықтай төмен болып қала береді: жылдық қызмет көрсету құны жалпы алғанда бестен екі мың доллар арасында, ал әдеттегі CO₂ лазерлері үшін бұл көрсеткіш жылына бес мыңнан асады. Уақыт өте келе нақты цифрларға назар аударған кезде ең маңыздысы — тек баға этикеткасы емес, сонымен қатар келешекте ай сайын қаншалықты болжанғыш болатын шығындар.

Қызмет көрсету желісінің сенімділігі, бағдарламалық жабдықтың жаңартылуы және ескіру қаупіне қарсы болашаққа дайындық

Өнеркәсіптік құрылғылардың қызмет ету мерзімі тек олардың қаншалықты жақсы инженерлік жобаланғанына ғана емес, сонымен қатар өндірушіден келетін қолдау түріне де көп тәуелді. Сатып алу кезінде ақылды сатып алушылар компаниялардың сапалы жергілікті техникалық қолдау қызметкерлерінің болатынын, ақаулар пайда болған кезде жөндеулердің қаншалықты тез орындалатынын көрсететін тәжірибелерін және ең маңыздысы — құрылғылардың 10 жылдан кейін де ауыстыру бөлшектерін шығарып беретінін тексереді. 100 мыңнан астам жұмыс сағатын қамтамасыз ететін лазерлік жүйелер үшін осы тұжырымдардың лазерлердің өзін ғана емес, сонымен қатар олардың салқындату жүйелері мен қозғалыстағы бөлшектерін де қамтитын сенімді кепілдік қамтамасыз ететінін тексеріңіз. Бағдарламалық қамтамасыз ету де ескерілмеуі керек. Сапалы өндірушілер өзінің жаңартуларын ескі нұсқалармен де үйлесімді болатындай етіп реде жариялайды, сондықтан қолданыстағы жабдықтар бірден устарев (моральды тозған) болып қалмайды. Сондай-ақ, сатып алуға дейін стандартты өндірістік орындау жүйелерімен, кәсіпорын ресурстарын басқару құралдарымен және өнеркәсіптік интернет әлемі желілерімен үйлесімділікті әрқашан растаңыз. OPC UA протоколдары, MTConnect мүмкіндіктері және бұлттық диагностикалық функциялар сияқты Industry 4.0 стандарттарына сәйкес жасалған жабдықтар ұзақ уақыт бойы өз actualдығын сақтайды, өйткені зауыттар жаңа автоматтандыру бағыттарына сай болу үшін қымбат тұратын жаңартуларға қажеттілік сезбейді.

Жиі қойылатын сұрақтар

• Жоғары шағылысушы материалдарды кесуге қандай оптималды қуат деңгейі қажет?
  Кемінде 12 кВт қуат және шағылысуға қарсы қорғаныс құрылған арнайы кесу басы.
• Қуаттың сәйкессіздігі лазерлік кесуді қалай әсер етеді?
  Бұл кесу жылдамдығының төмендеуіне, жиектің сапасының нашарлауына, тұтыну бұйымдарының шығынының артуына және қайта өңдеуге кететін шығындардың көбеюіне әкеледі.
• Қазіргі заманғы кесу басында қандай алдыңғы қатарлы функциялар кездеседі?
  Автофокустық жүйе, соқтығысуға қарсы қорғаныс және тиімділікті және қауіпсіздікті арттыру үшін нақты уақытта бақылау.
• Талшықты лазерлік кесу машинасын орнатуға дейін қандай факторларды ескеру керек?
  Зауыт жоспары, орын талаптары, бар жабдықтармен сәйкестігі, модульді компоненттер және жергілікті нормативтік талаптарға сай келу.
• Жалпы иелену шығынын қалай азайтуға болады?
  Жұмыс істеу шығындарын, энергия тұтынуын, жөндеу шығындарын ескере отырып, сондай-ақ өндірушінің тұрақты қолдауы мен бағдарламалық жасақтама жаңартуларын қамтамасыз ету арқылы.