Poza metodą taśmy: wizualne pozycjonowanie dyszy do cięcia laserowego

Procedura taśmy, która spowalnia każdą zmianę pracy

Wejdź do większości warsztatów cięcia laserowego przed porannym uruchomieniem maszyny – i zawsze powtarza się ten sam rytuał. Operator pobiera pasek taśmy, przykleja go pod dyszą, odpala próbny impuls, odkleja taśmę i przygląda się śladowi spalenia. Jeśli ślad spalenia znajduje się w centrum otworu dyszy, zmiana pracy może rozpocząć się. Jeśli jest choć trochę przesunięty, operator dokręca śruby regulacyjne, nakleja nową taśmę i powtarza cykl. Doświadczony operator potrafi osiągnąć wyjustowanie współosiowe w około pięciu lub sześciu minut. Mniej doświadczony potrzebuje więcej czasu, a wynik może nadal zawierać ukryte przesunięcie.

Trzy problemy gromadzą się przy tym podejściu. Po pierwsze, ocena gołym okiem ogranicza rozdzielczość do około 0,1 mm, a ten próg zmienia się od jednego operatora do drugiego, a czasem nawet od jednej zmiany do następnej – nawet przy tym samym operatorze. Dane z pola przemysłowego wskazują, że współosiowość osiągana w jednym przebiegu metodą taśmy wynosi około 85 procent, co oznacza, że w przybliżeniu jeden z siedmiu ustawień wprowadza mierzalny błąd do cięcia. Po drugie, te pięć lub sześć minut potrzebnych na każdą korekcję szybko się kumulują przy wielokrotnych zmianach materiału. Po trzecie, proces wymaga rzeczywistego emisji promieniowania laserowego bez założonej osłony – co stanowi niezerowe ryzyko bezpieczeństwa przy każdym jego wykonaniu.

Co się dzieje, gdy oko zastępuje aparat

Wizualne narzędzie do wyjustowania dyszy ma ten sam cel – zapewnia precyzyjne współosiowość wiązki, otworu dyszy i strumienia gazu wspomagającego – ale osiąga to za pomocą modułu z kamerą połączonego z oprogramowaniem pomiarowym zamiast taśmy i intuicji. Operator umieszcza urządzenie na dyszy, uruchamia detekcję i odczytuje na ekranie rzeczywistą wartość przesunięcia podczas obracania pokrętłami regulacyjnymi. Kamera widzi rzeczywisty obraz projekcji wiązki. Algorytm oblicza odchylenie. Na wyświetlaczu pojawia się konkretna liczba, a nie subiektywna ocena.

Cały proces sprowadza się do trzech kroków: umieszczenie narzędzia, uruchomienie detekcji oraz dokonywanie korekty, aż wskazanie na wyświetlaczu osiągnie zero. Nowy operator może opanować tę procedurę w ciągu około dziesięciu minut. Kalibracja przestaje być umiejętnością rzemieślniczą, której nabywanie zajmuje miesiące, stając się standardową procedurą, którą każdy wykwalifikowany pracownik może wykonać zawsze z tym samym rezultatem. Ta spójność ma szczególne znaczenie w produkcji seryjnej, gdzie część numer pięćdziesiąt musi być cięta dokładnie tak samo jak część numer jeden.

Prędkość, precyzja i jakość cięcia: tam, gdzie liczą się liczby

Różnice można podzielić na trzy kategorie, z których każda wpływa na czas pracy maszyny.

Czas kalibracji znacznie się skraca. To, co wcześniej zajmowało pięć–sześć minut, teraz trwa około trzydzieści sekund przy użyciu urządzenia samodzielnego. Warianty z automatyczną samoaligacją kończą proces w czasie krótszym niż dziesięć sekund. W trakcie jednej zmiany, przy wielokrotnych wymianach dysz lub zmianach materiału, zaoszczędzone minuty przekształcają się w dodatkowy, opłacalny czas pracy maszyny, który wcześniej pochłaniała czynność konfiguracji.

Precyzja wzrasta mniej więcej pięciokrotnie. Urządzenie Bochu MCD100 osiąga powtarzalną dokładność na poziomie 0,02 mm oraz dokładność bezwzględną na poziomie 0,05 mm. System Raytools VBA zapewnia wyniki poniżej 0,08 mm. Oba te parametry pozostawiają daleko za sobą praktyczną granicę rozdzielczości ludzkiego oka, wynoszącą 0,1 mm.

Jakość cięcia zależy od dokładnego wyrównania. Gdy wiązka laserowa i strumień gazu znajdują się na tej samej osi centralnej, rozkład energii wokół szczeliny pozostaje jednolity. Zauważalnie zmniejsza się ilość żużlu i grudek na dolnej krawędzi materiału, a typowe skargi dotyczące czystych cięć po jednej stronie przy jednoczesnym występowaniu szorstkich krawędzi po drugiej stronie niemal całkowicie zanikają. W przypadku stali nierdzewnej i odbijającej światło aluminium średniej grubości prawidłowa współosiowość zmniejsza również energię odbijaną wstecz, która uszkadza ochronne soczewki i skraca ich czas użytkowania.

Średnia firma produkująca precyzyjne obudowy z blachy ze stali nierdzewnej o grubości 8 mm napotkała dokładnie ten problem. Dwie spośród czterech krawędzi systematycznie nie spełniały wymagań podczas inspekcji wizualnej; później ustalono, że przyczyną był przesunięty o 0,15 mm promień laserowy, którego nie wykryła metoda pomiaru taśmą. W ciągu jednego tygodnia od wprowadzenia procedury wizualnego wyrównania wszystkie cztery krawędzie spełniały wymagania inspekcyjne, a okres między wymianami soczewek w tej głowicy cięcia przedłużił się niemal dwukrotnie w porównaniu do czasu zapisanego w dzienniku konserwacji przed wprowadzeniem tej procedury.

ISO 9013, międzynarodowa norma klasyfikująca jakość cięcia termicznego, wiąże klasę krawędzi bezpośrednio z powtarzalnością procesu. Współosiowość wiązki laserowej i dyszy znajduje się w czołówce czynników decydujących o zachowaniu klasy jakości danej partii od początku do końca.

MCD100 i VBA: ten sam problem, dwa różne rozwiązania konstrukcyjne

Oba narzędzia podejmują to zadanie z przeciwstawnych filozofii projektowych. MCD100 to urządzenie autonomiczne. VBA to moduł połączony, który współpracuje z telefonem lub tabletem.

Wybór narzędzia dostosowanego do rzeczywistych potrzeb warsztatu

MCD100 jest odpowiednim rozwiązaniem tam, gdzie priorytetem są nieprzerwana dostępność i niezależność, a nie przenośność. Brak konieczności sparowania z telefonem oznacza brak utraty połączeń oraz problemów z kompatybilnością aplikacji. Stopień ochrony IP64 zapewnia skuteczną odporność w środowiskach obfitujących w pył powstały przy szlifowaniu, mgiełkę olejową oraz przypadkowe bryzgi. Wbudowany wyświetlacz działa poprawnie w dowolnych warunkach oświetleniowych panujących w warsztacie. Zakłady kalibrujące wiele głowic na jedną zmianę lub pracujące w ciężkich warunkach produkcyjnych przez długie godziny uzyskują najszybszy zwrot z inwestycji dzięki tej wbudowanej samowystarczalności.

VBA to naturalny wybór dla operatorów, którzy już obsługują sprzęt za pomocą inteligentnego telefonu komórkowego i potrzebują lekkiego narzędzia, które można łatwo przenosić z jednej stacji na drugą, nie utrudniając pracy. Ważący zaledwie 0,3 kg VBA zmieści się w kieszeni lub małej tacce na narzędzia. Interfejs aplikacji jest od razu intuicyjny dla wszystkich, którzy czują się swobodnie w obsłudze urządzeń mobilnych. Zwarta konstrukcja VBA szczególnie sprawdza się w przypadku ciasnych układów przestrzennych oraz warsztatów z wieloma maszynami.

Raysoar dostarcza zarówno MCD100, jak i VBA, wspierając je pełną gamą zużywalnych elementów do cięcia laserowego oraz narzędzi serwisowych. Zapasy umożliwiają szybką wysyłkę, a globalna logistyka zapewnia obsługę klientów w wielu regionach świata. Zespół wsparcia technicznego udziela bezpośrednich wskazówek dotyczących dopasowania każdego urządzenia do wyrównywania do konkretnego głowicy tnącej oraz środowiska produkcyjnego.