Станок лазерной резки и раскроя металла МЛ35

Основные составные части

• Лазерный модуль, включающий  волоконный лазер, лазерный коллиматор и систему охлаждения
• Оптический модуль с лазерной оптической головкой для резки.
• Модуль ассистирующих газов многоканальный, обеспечивающий подачу газа в зону реза через сопло оптической головки на три канала.
• Модуль загрузки, размещения и фиксации обрабатываемого изделия (листа) листа металла в зоне резки.
• Модуль кинематической системы (координатные столы)
• Блоки прицеливания и измерения
• Модуль управления и ЧПУ:
  •  Пульт оператора с монитором 21” и клавиатурой
  • Модуль программного обеспечения
• Каркасный модуль включающий:
  •  силовую станину, электротехнический шкаф,
  •  защитная кабина,
  •  системы вентиляции
  •  модуль сбора и удаления отходов резки
• Комплект запасных частей и приспособлений (ЗИП)
• Комплект эксплуатационно-технической документации
• Дополнительное оборудование

Лазерный модуль 

В качестве источника лазерного излучения используется иттербиевый непрерывный волоконный лазер. В комплект поставки входит система жидкостного охлаждения с термостабилизацией и воздушным охлаждением жидкостного контура. Волоконный лазер – оптимальное решение для резки металлов с высоким качеством, обеспечивающий высокую надежность, удобство в эксплуатации, отсутствие расходных частей, которые требуют регулярной замены и обслуживания.

В машинах платформы MidiFab могут использоваться лазеры производства IPG Photonics (Россия-Германия) или Raycus (Китай).

В случае, если используются лазеры IPG Photonics выходная мощность излучения составляет: 600, 1000, 1500, 2000 или 3000 Вт. Длина волны лазерного излучения 1,05-1,08 мкм. 

В случае, если машина комплектуется лазером Raycus мощность излучения составляет 1000 и 2000 Вт.

Для формирования лазерного пучка  используется  коллиматор  собственного производства с регулируемой расходимостью и водяным охлаждением. За счет использования коллиматоров собственной разработки и производства удалось значительно повысить надежность и ресурс этого узла.

Оптический модуль

Основной частью оптического модуля является оптическая режущая головка LaserCut30Fr.

LaserCut30Fr включает в себя:

- модуль перемещения положения пятна лазерного излучения вдоль оптической оси Z  путем ручного или моторизированного перемещения фокусирующего объектива.

 - встроенный емкостной датчик измерения расстояния от сопла до обрабатываемой поверхности.

-  однолинзовый кварцевый фокусирующий объектив с фокусным расстоянием f=200мм

- защитное стекло фокусирующего объектива.  Стекло выполняется из высококачественного оптического (кварцевого) стекла.

В LaserCut30Fr предполагает картриджную замену защитных стекол и обеспечивает удобство эксплуатации и обслуживания.

Модуль ассистирующих газов

Процесс лазерной резки  осуществляется с использованием ассистирующего газа, подаваемого непосредственно в зону реза. Газ, подаваемый таким образом может существенно влиять на качество получаемого реза, поскольку удаляет из зоны реза жидкую фазу и препятствует образованию грата и заусенцев, а также окалины и окислов.

Для подачи воздуха, кислорода машина содержит пневмосистему, которая включает регуляторы давления и управляемые от компьютера пропорциональные пневмоклапана с электрическим управлением, обеспечивающие автоматизированную подачу газов. Количество автоматизированных каналов подачи газов – 3. Таким образом, одновременно к установке может быть подключено несколько источников газа и в зависимости от обрабатываемого материала, оператор сможет оперативно выбрать и переключить используемый газ.

Каркасный модуль 

Силовая станина, выполнена в виде сварного основания с повышенной жесткостью из стальных труб на котором устанавливаются узлы предметного стола и два каркаса  линейных двигателей. Для перемещения составных частей силового каркаса при  установке и транспортировке  они снабжаются колесными блоками.

Электронные блоки машины размещаются в шкафу, который  выполнен в промышленном исполнении, и имеет две распашные двери, обеспечивающие свободный доступ к блокам при их монтаже и настройке.

Кабинетная защита рабочего модуля машины (Защитная камера)   содержит раздвижные двери, смотровые окна, потолок, внутреннее освещение, систему блокировок, автономную вытяжную вентиляцию. Кабинетная защита обеспечивает защиту от воздействия лазерного излучения, яркого света и УФ-излучения, газов и продуктов взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемым материалом.

Вентиляция зоны резки осуществляется с помощью системы вытяжных каналов, встроенных внутрь стальных труб силового каркаса. Система вытяжных каналов предусматривает отсос продуктов горения из верхней и нижней частей защитной кабины.

Отходы от резки собираются в выкатном накопителе (бункер для сбора отходов), расположенном под предметным (рабочим)  столом.

Модуль загрузки, размещения и фиксации листа в зоне резки

Изделия и листы размещаются на  выдвижной паллете.

Для загрузки листов выдвижная паллета перемещается  на загрузочный стол, находящийся за пределами рабочей зоны.

В стандартный комплект поставки входит две выдвижные паллеты. За счет этого минимизируются простои оборудования, связанные с необходимостью загрузить материал и выгрузить готовые изделия. Использование двух паллет и размещение загрузочного стола за пределами рабочей зоны позволяет увеличить производительность станка не менее, чем на 40%. В базовом варианте  перемещение осуществляются вручную оператором.

В качестве дополнительного оборудование возможна комплектация машины модулем моторизированной загрузки паллет.

Модуль кинематической системы ( координатные столы)

Кинематическая система машины обеспечивает перемещения оптической головки по координатам XYZ с помощью портального XY-координатного стола и вертикального привода Z.

Привода по всем 3-м осям выполнены на линейных синхронных двигателях с ферромагнитными якорями производства "Лазеры и аппаратура".

В состав координатного стола Z входит устройство пневматической разгрузки веса, фиксирующее  положение режущей головки при аварийном отключении питания.

Рабочий ход (наибольшее перемещение), по осям ХYZ -  1550х3050х200 мм.

Дискретность задания перемещений 0.001 мм. 

Точность позиционирования не хуже ±0.05 мм.

Для увеличения точности позиционирования и обеспечения стабильности  по всему рабочему полю, осуществляется калибровка осей по всей площади рабочей зоны при помощи лазерного интерферометра.

Скорость линейных перемещений по XY осям в машинах платформы MidiFab - рабочая /перемещений до 50/120 м/мин.

Измерительный модуль

В состав измерительного модуля входят:

•  Система обратной связи координатных столов. В этой системе по осям XYZ используются линейки и датчики обратной связи, которые обеспечивают высокую точность позиционирования.
•  Датчик измерения расстояния от сопла до обрабатываемой металлической поверхности емкостной. За счет этого датчика осуществляется поддержание расстояния от сопла до поверхности листа и обеспечивается стабильное качество реза.
•  В качестве дополнительного оборудования, машина может оснащаться ТВ системой для более удобного наведения на точку врезки.

Модуль управления

Модуль управления включает электронные блоки, обеспечивающие  работу  различных  узлов и составных частей, блок управления приводами (БУД), блок управления машиной (БКУ), система ЧПУ на основе программируемого виртуального контроллера реального времени.

Пульт управления включает монитор 21”, клавиатуру, «мышь», также может включать в себя дополнительный станочный пульт. Пульт закрепляется на кронштейне с возможностью регулировки по углу наклона и расстоянию от оператора.

Модуль программного обеспечения

Пакет программного обеспечения, поставляемого с лазерной установкой включает:

• САМ программа
• Исполняющая программа (ЧПУ станка), установленная  на лазерной установке. 

САМ программа - TrackLayer 2 обеспечивает подготовку управляющих заданий (програм) для листового раскроя, включает в себя инструменты оптимизации, подготовки и верификации, необходимые для эффективной, экономичной и качественной лазерной обработки листовых материалов.

Исполняющая программа (ЧПУ станка) LaserCNC позволяет контролировать все процессы, связанные с работой станка, визуализировать выполняемую программу, устанавливать и контроллировать необходимые технологические параметры, управлять и контроллировать перефирию станка. ПО LaserCNC полностью открыта для оператора и технолога, дополнительно возможно составление программ в ручном или полуавтоматическом режимах, в т.ч. используя технологию расширенных G-кодов. Эта возможность принципиальна для случаев, когда необходимо провести нестандартные операции лазерного листового раскроя, такие как резка негабаритных изделий, резка и доработка уже изготовленных изделий, гравировка изделий и т.д.

Основные функциональные возможности пакета ПО (LaserCNC+Tracklayer):

1.         Подготовка чертежа

• Импорт, экспорт файлов CAD файлов (DXF формат)
• Возможность программирования (текстового задания) примитивов
• Сохранение шаблонов программ резки с заданием металла, толщины, чертежа и автоматической раскладки

2.         Общая технологическая подготовка управляющих заданий

• Компенсация ширины реза при обработке внутренних и наружных контуров обрабатываемых деталей
• Программирование технологического процесса, включая параметры лазерного излучения, перемещения и скорости перемещений по всем осям, вид подаваемого рабочего газа
• Программирование включения и отключения подачи газов в зону обработки при выполнении обработки программ обходов
• Изменение (программирование) различных технологических режимов лазера в пределах обхода одного контура в программе, а также порядок обработки примитивов в заданной последовательности
• Ручное и автоматическое создание управляющей программы на лазерную обработку. Возможность редактирования автоматически созданных программ
• Библиотека технологических режимов – комплект предустановленных технологических режимов для различных типов металлов и толщин, с возможностью дополнения и расширения

3.         Технологическая подготовка при работе с листовыми заготовками       

• Бережливое использование материала: оптимизация раскладки при 2D обработке
• Совмещенный контур обработки изделий
• Учет использования листа в %

4.         Технологическая подготовка для улучшения качества и производительности

• Ручная и/или автоматическая оптимизация обхода контура
• Возможность включения/отключения функции размещения контура одной детали внутри другой для более оптимального расхода металла
• Системы защиты от коллизий (столкновений) на этапе проектирования технологического задания: автоматическая оптимизация траекторий свободного хода вне вырезанных областей, расстановка перемычек для удержания вырезанных изделий.
• В рамках одного задания на раскрой может выполняться несколько операций с различными режимами лазера, в т.ч. в одном задании могут выполняться операции: резки и гравировки
• Функция оптимизации чертежа – для оптимизации порядка выполнения контуров и сокращения длины переходов от контура к контуру для уменьшения потерь по времени
• Функция «Проверка чертежа», предназначена для поиска дефектов и избыточности в чертежах, небрежно выполненных или созданных векторизацией растовых объектов. Функция автоматически позволяет найти дефекты и устранить их
• Функция Infly для увеличения производительности при резке прямоугольной перфорации. Применяется для устранения потерь по времени и качеству, вызванных разгоном/торможением
• Пошаговое выполнение программы (возможность пошагового возврата к предыдущему контуру)
• Тестовый прогон с помощью симулятора программы
• Загрузка, редактирование, сохранение и выполнение управляющих программ; настройка и сохранение технологических параметров задания

5.         Процесс обработки, возможности автоматимзации

• Контроль и самодиагностика машины в процессе работы
• Автоматическая регулировка мощности лазерного источника в зависимости от скорости, переход между импульсным и непрерывным режимом в зависимости от характера контура, управление частотой модуляции в импульсном режиме
• Графическая визуализация процесса обработки, графическое отображение положения инструмента в реальном времени, графическое отображение вырезанных деталей, подсветка на чертеже выбранного кадра задания, отображение текущей выполняемой строки задания, отображение текущих координат, скоростей и т.д.
• Система защиты от коллизий (столкновений) в процессе работы
• Логгирование процесса работы, логгирование применяемых параметров, логгирование ошибок, неисправностей и т.д.

6.         Ручное управление обработкой

• Коррекция системы координат станка (смещение и поворот) согласно использованой закотовки
• Редактирование файла управляющего задания, поддержка расширенного G-code (поддержка переменных, циклов и т.д.)
• Ручное управление процессом: приостановка задания, старт со строки, возврат на контур и продолжение выполнения задания
• Смена технологических режимов по соответствующей команде, изменение техрежима во время паузы, инструменты сортировки техрежимов, управление элементами установки в ручном режиме
• Поддержка различной станочной оснастки (если используется): податчик проволоки, газовый клапан с регулировкой давления, система подачи порошка для наплавки, гальво-сканаторы, система изменения фокусировки луча, станочные пульты, податчик паллет