EN
Обоснование использования одного станка для обработки нескольких форм материалов
Металлообрабатывающее предприятие, выполняющее резку как кронштейнов из листового металла, так и секций профильных труб, традиционно использует два отдельных станка — станок для резки листов и станок для резки труб. Каждый из них требует выделенной площади, отдельных подключений к коммуникациям, внимания оператора и технического обслуживания. Комбинированные решения для листового металла и труб лазерные машины для резки объединяют обе функции в одну станочную платформу: плоские листы режутся на основной рабочей поверхности, а круглые, квадратные и прямоугольные трубные секции обрабатываются с помощью интегрированной системы вращающих патронов.
Интеграция решает проблему рабочего процесса, возникающую при использовании отдельных станков. Плоские детали, вырезанные на одном станке, должны передаваться на сборочные участки. Трубные секции, вырезанные на другом станке, поступают на те же сборочные участки по иному маршруту технологического процесса. Если один из станков завершает работу раньше другого, сборка приостанавливается в ожидании недостающего типа компонентов. Интегрированный станок, обрабатывающий оба типа заготовок, одновременно поставляет на сборку полные комплекты деталей — кронштейн и трубу, на которую он устанавливается, вырезают в одной и той же производственной последовательности.
Производитель стальной мебели, выпускающий каркасы офисных рабочих мест, перешел с отдельных операций лазерной резки листового металла и резки труб на станке для резки труб на интегрированную систему волоконного лазера для обработки листового металла и труб. Ранее для изготовления трубных заготовок требовалась их резка по длине на ленточной пиле, а затем фрезеровка торцевых профилей для подготовки сварных швов. Трубный модуль интегрированной лазерной системы выполнял резку труб по длине и формирование геометрии торцов — вырезы для Т-образных соединений (cope cuts) и косые срезы для угловых соединений (miter cuts) — за одну операцию, полностью исключив этап фрезерования. Общее время обработки одного каркаса сократилось с примерно 18 минут до 7 минут, а компактность единого станка освободила площадь пола, которая впоследствии была использована под дополнительный сборочный участок.
Техническая интеграция обработки листового металла и труб
Архитектура машины
Сочетание лазерные машины для резки установите режущую головку на портал, который перемещается по всей длине рабочего стола станка. При резке листового материала головка перемещается в плоскости X–Y по горизонтальному рабочему столу, а ось Z регулирует высоту для управления фокусировкой. При резке труб портал устанавливает головку в зону резки труб — обычно расположенную на одном из концов рамы станка, — где поворотный патрон зажимает и вращает трубу, а головка перемещается вдоль оси трубы и радиально по её поверхности.
Переключение между режимами резки листов и труб занимает 30–120 секунд: в это время происходит загрузка или выгрузка стола для резки листов, а автоматический загрузчик станции для резки труб подаёт следующий отрезок трубы. Такая параллельная работа обеспечивает почти непрерывное производство с минимальным временем переналадки при смене типа обрабатываемого материала.
Контроллер станка поддерживает отдельные библиотеки параметров для резки листов и труб. В библиотеке листов хранятся скорость, мощность, вспомогательный газ и положение фокуса для каждой комбинации материала и толщины на плоском листе. В библиотеке труб дополнительно учитываются скорость вращения оси, шаблоны геометрии профиля, а также параметры пробивки-запуска, которые отличаются при пробивке лучом криволинейной поверхности по сравнению с плоской поверхностью.
Возможности обработки труб
Патрон с вращающейся осью обрабатывает круглые трубы диаметром от 20 мм до 220 мм, а также квадратные/прямоугольные профили в пределах эквивалентных размеров. Трубы длиной до 6000 мм обрабатываются с автоматической загрузкой; более длинные заготовки до 9000 мм могут резаться при ручной загрузке или с использованием удлиненной опоры.
Режущая головка формирует торцы труб для подготовки сварных соединений — косые срезы под углом 15–75 градусов, фигурные срезы для сварки Т-образных соединений и пазы вдоль трубы для создания замковых соединений каркаса. Отверстия для болтовых соединений, прокладки кабелей и дренажа вырезаются в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы. Повторяемость шаблонов в разных партиях устраняет расхождения в подгонке, вызванные отдельными операциями резки и сверления.
Оптимизация гнездования
Программное обеспечение для раскроя одновременно оптимизирует раскладку листового материала и труб. Раскладка листов обеспечивает коэффициент использования 75–85 % при автоматизированном программном обеспечении по сравнению с 60–70 % при ручной раскладке. При раскладке труб детали размещаются вдоль их длины для минимизации остатков материала; автоматический учёт междетального зазора учитывает ширину реза и зону захвата на каждом конце трубы.
Часто задаваемые вопросы
Какова разница в стоимости между отдельными станками и комбинированной системой?
Комбинированная система для резки листов и труб обычно стоит на 30–50 % дороже, чем станок только для резки листов, но на 20–30 % дешевле, чем покупка отдельных станков для резки листов и труб. Экономия за счёт использования одного станка выходит за рамки первоначальной стоимости приобретения: требуется одна фундаментная плита, одно подключение к коммуникациям, один чиллер, один пылеуловитель и одна рабочая позиция оператора вместо двух комплектов каждого из перечисленных элементов.
Можно ли модернизировать существующий станок для резки листов для обработки труб?
Модернизация технически возможна, однако в большинстве случаев она экономически нецелесообразна по сравнению с приобретением интегрированной системы. Для обработки труб требуется поворотная ось, система поддержки труб и значительная модификация контроллера. Большинство производственных предприятий считают, что замена существующего станка на заводскую интегрированную комбинированную систему даёт лучшие результаты, чем модернизация на месте.
Как качество резки труб сравнивается с качеством резки ножовкой и механической обработкой?
Концы труб, вырезанные лазером, не имеют заусенцев и готовы к сварке без дополнительных операций — это исключает необходимость зачистки и фрезерования торцов, требуемую при резке ножовкой. Лазер обеспечивает точность профиля концов труб ±0,1 мм, что сопоставимо с точностью обработки на станках с ЧПУ. Трехпатронная система M230 компании Tianchen Laser обеспечивает высокую точность позиционирования труб на протяжении всего цикла резки.
Какие формы и размеры труб могут обрабатывать комбинированные системы?
Стандартными являются круглые, квадратные и прямоугольные сечения. Некоторые системы также способны обрабатывать овальные, D-образные и швеллерные сечения при использовании соответствующих конфигураций патронных кулачков. Максимальный диаметр варьируется от 200 до 300 мм в зависимости от конфигурации станка. Компания Tianchen Laser предлагает комбинированные станки с лазерной мощностью от 3 кВт до 12 кВт и выше.
Как программное обеспечение для раскладки обрабатывает совместное производство листов и труб?
Программное обеспечение управляет отдельными системами размещения заготовок для плоских листов (2D) и труб (1D), предоставляя оператору единый производственный список заданий. Оба типа материалов обрабатываются из одного файла задания: программное обеспечение автоматически направляет детали из листового материала на плоский станок для резки, а трубные детали — на поворотную станцию в зависимости от геометрии деталей.
Какое техническое обслуживание характерно именно для комбинированных станков?
Поворотный патрон трубной станции требует более частой смазки механизма патрона и линейных подшипников по сравнению со столом для листового материала — как правило, еженедельно для систем с высокой степенью загрузки. Защитные гармошки, закрывающие линейные направляющие трубной станции, необходимо регулярно осматривать на наличие скопления загрязнений, поскольку их наличие может привести к преждевременному износу уплотнений в условиях значительного количества режущей пыли.