Лазерный мир

Комбинируя такие технологии, как обычная резка, резка на лету и оптимизация траектории, можно повысить производительность с двузначным числом.

Покупка нового волоконного лазера не является незначительной, однако компании часто упускают из виду относительно недорогую стоимость соответствующего автоматизированного проектирования (CAD) / автоматизированного производства (CAM) и программного обеспечения для оптимизации раскроя, которые могло бы значительно повысить производительность за счет  инвестиций в эти продукты. В этой статье представлены методы, которые могут выжать больше производительности из лазерного станка с ЧПУ.

CAD / CAM и программное обеспечение для раскроя могут поставляться вместе с системой резки, или компания может предложить систему для управления несколькими брендами и типами резки. В любом случае, компании могут не обязательно получать максимальную производительность от своих машин.

Деталь начинает жизнь в CAD, возможно, либо как единое целое, либо как часть более сложной сборки. Затем необходимо пройти процесс CAM с применением технологии резки, основанной на используемом станке с ЧПУ, с последующим созданием оптимизированного раскроя из одного или нескольких деталей. Именно во время этих двух процессов могут применяться передовые технологии, чтобы сократить время работы и износ машины, а также улучшить качество готовой детали.

Методы резки

Обычная резка является одним из наиболее распространенных способов повышения эффективности. Это процесс уменьшения отхода-скелета между деталями, вместо этого разделяя их единым разрезом. Это не только позволяет сэкономить материалы и расходные материалы, но и значительно сократить время работы машины. Однако при выполнении обычной резки необходимо учитывать и другие соображения, такие как устойчивость листа на станках с фиксированной головкой и интеллектуальную вырезку пазов на соседних кромках деталей.

Если детали часто содержат ряды отверстий, таких как вентиляционные отверстия, то резка на лету, также называемая резкой сетки, может значительно сократить время резания. Это относится только к пользователям систем, которые могут поддерживать эту функцию. Также этот метод подходит только для более тонких материалов.

Резка на лету выполняется с помощью программного обеспечения, которое анализирует размещение деталей на листе -раскрой- и выявляет сетки и линии отверстий, а затем разбивает разрез на отдельные короткие линии или сегменты дуг, которые лежат на одной линии или окружности. Другими словами, с сеткой, скажем, 10 × 10 прямоугольных отверстий, рез может начинаться сверху слева и перемещать головку горизонтально, обрезая верхнюю часть отверстий путем быстрого включения и выключения луча, когда луч перемещается между ними. Затем, когда луч перемещается от сетки к следующей линии разрезов, на пути может быть установлен радиус, означающий, что лазер не должен полностью останавливать движение головки, чтобы изменить направление, уменьшая износ машины. Луч будет продолжать «змею», проходя через все горизонтальные разрезы, пока не достигнет нижнего ряда, после чего он переместится на вертикальные разрезы. Резка на лету  значительно сократит время резания и, если система CAM достаточно функциональна, может фактически использоваться для резки всего размещения деталей на листе -раскроя, когда вводы / выводы реза на контур детали (врезки) не требуются.

Конечно, резка на лету, как и обычная резка, может привести к риску столкновения, поэтому ее следует использовать в сочетании с интеллектуальной оптимизацией траектории и предотвращением аварий. Поскольку окончательные надрезы выполняются на решетке, вырезаемой на лету, каждый выпадающий отход будет свободно плавающим и может опрокинуться, создавая опасность аварии.Резка на лету или нет, программное обеспечение компании должно быть достаточно интеллектуальным, чтобы гарантировать, что головка избежит любых областей, представляющих опасность столкновения, в течение всего процесса резки и в компоновках раскроя любой сложности.

Логика, лежащая в основе этих процессов, чрезвычайно сложна, и для обеспечения достаточной гибкости, позволяющей автоматически работать с различными машинами и технологиями, материалами и толщинами, программное обеспечение должно предоставлять пользователю высокую степень конфигурируемости.

Факторы для учета программным обеспечением для оптимизации раскроя (Nesting software)

Оптимизация траектории реза в целом сама по себе может привести к сокращению времени работы машины. Хотя такие факторы, как избегание уже вырезанных участков, могут увеличить общее время в пути, оно многократно окупится во избежание дорогостоящих аварий с резательной головкой и последующими простоями. На толстых материалах, помимо оптимизации пройденного пути, можно также минимизировать количество раз, которое лазер должен прошивать лист для нала резки. Цепная резка создает одну прошивку, а затем будет продолжаться резы деталей, перемещаясь от одной к другой с переездом. Оптимизация положения вводов (врезов в контур детали) еще больше сократит время в пути.

Упомянутая выше и важная часть оптимизации траектории, интеллектуальные тангенциальные закругленные перемещения между отверстиями, которые обеспечивают плавные и непрерывные изменения направления, также могут ускорить процесс резки, исключая нагрузки на машину, снижая затраты на обслуживание и время простоя машины.

Для тех регулярно разрезаемых сборок предварительно скомпонованных деталей -локального раскроя (nesting)- мозаичное вложение часто может обеспечить быстрый приход с точки зрения экономии времени. Вложенность мозаики — это, по сути, «вложение оптимальной раскройной комбинации» — например, создание статического оптимального раскроя  из определенной сборки деталей, а затем добавление его в существующий раскрой, часто путем буквального перетаскивания его на лист. Еще одним преимуществом этого является то, что когда обновляется отдельная деталь, раскрой мозаики и любые дополнительные раскрои, содержащие эту деталь, будут обновляться автоматически, гарантируя, что всегда вырезается правильная ревизия детали .

Когда дело доходит до резки более толстого материала, в игру вступают другие соображения.

Вырезка совокупности сложных деталей может привести к накоплению тепла в небольшой концентрированной области, что может привести к значительным неточностям в размерах деталей. Логика предотвращения нагрева может быть применена для автоматического начала резки в другой области листа после того, как концентрированная резка произошла в одной области, таким образом устраняя накопление потенциально вредных количеств тепла. Вокруг этой области может быть автоматически создана заранее определенная зона вместе с периодом охлаждения. Поскольку материал охлаждается в одной области, лазер переместится в другую часть листа, чтобы продолжить резку.

Хорошим примером того, как можно объединить несколько технологий для достижения количественной экономии, является I-Cherng Refrigeration, базирующаяся в Тайване. Компания использовала JETCAM Expert для управления различными ЧПУ Finn-Power с 1995 года. В 2018 году она приобрела волоконный лазер Amada, который был поставлен в комплекте с программным обеспечением для раскроя у поставщика. После месяца работы с неправильным кодом NC и громоздким интерфейсом они связались с JETCAM, чтобы получить апгрэйт для своего существующего программного обеспечения JETCAM. После установки программное обеспечение сразу же сэкономило. Комбинация JET-Cut резки на лету, усовершенствованная оптимизация траектории и обычная резка позволили сократить время цикла обработки станка на 13,2%, а выход материала был увеличен до 30%. Интеграция в ERP-систему компании позволила импортировать, обрабатывать и вкладывать детали в течение нескольких минут, что сокращает общее время программирования на 80%.

Расчет ROI ( return on investment – окупаемость инвестиций) программного обеспечения для оптимизации раскроя

Может случиться так, что детали, которые вы производите, поддаются одной или всем вышеупомянутым методологиям. При попытке рассчитать окупаемость инвестиций в программное обеспечение, которое может предоставить эту функциональность, есть три ключевые области, которые позволяют количественно оценить потенциальную экономию — материал, трудовые ресурсы и машины. Расход материала рассчитывается быстрее всего: если компания экономит в среднем 5% при ежегодных расходах в 1 миллион долларов в год, то это экономия в размере 50 000 долларов. Экономию на рабочей силе и времени работы машины подсчитать немного сложнее, но оценку часов в неделю можно умножить на известные почасовые ставки машин и персонала, чтобы получить приблизительную цифру.

Конечно, Святой Грааль — это полная  автоматизация. Если эти технологии могут применяться полностью автоматически, это не только значительно сокращает время программирования, но и делает работу намного менее сложной, чтобы исключить возможность человеческой ошибки и позволить другим сотрудникам выполнять роль, которую раньше могли выполнять только опытные программисты.

Резюме

Компании часто возражают против ощутимой дороговизны программного обеспечения CAM / nesting, но стоимость может быть незначительной по сравнению со стоимостью лазера. Тем не менее, это программное обеспечение, которое производит электронное топливо для всей системы виде кода NC. Сделаете неправильно, и сотрудники компании будут тратить время на создание программ, лазерная машина не будет работать лучше, а компания будет тратить больше на материалы. Сделайте все правильно, и персонал будет более продуктивным, компания будет более конкурентоспособной, и, благодаря автоматизации, полностью прекратит неавтоматический процесс оптимизации раскроя.

МАРТИН БЕЙЛИ (mbailey@jetcam.net) — генеральный директор Jetcam International s.a.r.l., Монако; www.jetcam.com.

Источник: https://www.industrial-lasers.com/cutting/article/14074579/software-methods-boost-laser-cutting-of-metals