Выбор координатной системы

Важной частью системы лазерной резки является координатная система. Каким бы мощным ни был лазер, именно координатная система отвечает за точность, скорость и динамику перемещений. Поэтому при выборе станка на неё следует обратить ничуть не меньшее внимание, чем на тип и марку установленного лазера.

Любой, даже самый хороший, лазер недобросовестный производитель может поставить на слабую координатную систему. И именно из-за неё не будет раскрыт весь потенциал данной технологии.

У рядового потребителя нет времени (да и желания) вникать во все тонкости и особенности установок лазерного раскроя металла, чем зачастую пользуются недобросовестные продавцы.

В настоящей статье мы попытались выделить ключевые критерии, по которым покупатель может оценить предлагаемую ему систему и понять, насколько удобно и эффективно он сможет её использовать на своём производстве.

Компоновка станка и дизайн

Компактность

Не секрет, что для размещения комплекса по раскрою металла потребуются производственные площади, а каждый квадратный метр, так или иначе, стоит денег. Поэтому чем компактнее установка, тем меньше накладные затраты на размещение станка. В понятии «компактность» есть подводный камень, о котором мы считаем необходимым рассказать. Комплекс, как правило, состоит из нескольких связанных между собой отдельно стоящих модулей. При этом у некоторых из них может быть жёстко определенное положение относительно координатной системы установки (например, место подвода вентиляционной системы, размещение лазера, стойки оператора). Поэтому при оценке занимаемой площади необходимо учитывать общие габариты, занимаемые всеми модулями раскройного комплекса. Координатная система может быть очень компактной, но при этом окажется, что рядом с ней потребуется место для размещения лазера, блока системы охлаждения, шкафа питания и т.п. которые по занимаемой площади будут сравнимы с самой координатной системой.

Вывод: при выборе раскройного комплекса необходимо запрашивать у поставщика габаритные размеры всех модулей, входящих в состав комплекса, и план (либо требования) их размещения.

Интегрированность

Немаловажным фактором, определяющим будущее удобство и безопасность работы с комплексом, является степень интеграции компонентов установки. Любой отдельно стоящий модуль будет связан с остальными компонентами установки кабелями и шлангами. А каждый шланг или провод, проложенный снаружи установки, становится не только препятствием для передвижения персонала, но и уязвимым местом комплекса. Оператор может наступить на него, уронить лист металла и т.д. Любой подобный несчастный случай приведёт к выходу комплекса из строя. Может быть, это будет и несложный ремонт, но установка в это время будет простаивать, а вместе с ней можем простаивать и всё производство.

Ещё хуже ситуация, когда в виде отдельно стоящей стойки размещён лазер: от него идёт очень уязвимое оптоволокно, повреждение которого приведёт уже не к мелкому, а весьма серьёзному, длительному и дорогостоящему ремонту лазера. Поскольку замена оптоволокна возможна только на предприятии-изготовителе, то ремонт потребует демонтажа лазера (а это значит, что придётся вызывать квалифицированных специалистов 2 раза: для демонтажа лазера и, после ремонта, для повторного монтажа). И самое плохое: это не будет являться гарантийным случаем!

В ряде случаев, интеграция лазера и других компонентов в координатную систему невозможна в принципе. При вынесенном расположении подобных блоков требуйте предусмотреть металлические кабельные лотки (или гофры), прикрепленные к полу или приподнятые на стойках и надежно защищающие все коммуникации.

Вывод: предпочтительно, чтобы все системы комплекса были интегрированы между собой в единый модуль. Чем меньше отдельно стоящих компонентов, тем выше надёжность комплекса и безопаснее работа с ним.

Дизайн и защита основных узлов

Наличие защитных кожухов не только обеспечивает привлекательный внешний вид, но и увеличивает надёжность работы установки. Кроме того защитные кожухи ограничивают доступ персонала к подвижным (вращающимся) механическим элементам станка. Отсутствие заботы о дизайне характеризует производителя с негативной стороны. Некрасивый станок говорит о том, что изготовителя не заботит внешний вид и, возможно, качество его продукции.

Важным фактором является защита направляющих и других механических элементов станка от попадания продуктов сгорания материала при резке. Поскольку хорошая гофрозащита (как бы это не показалось странно) является существенной составляющей себестоимости, многие производители отказываются от нее в пользу снижения конечной стоимости станка. Отсутствие гофрозащиты приведёт к увеличению износа кареток, шестерён, зубчатой рейки, ШВП, а это, в свою очередь, негативно скажется на сроке службы станка и точности позиционирования. Это не является критичным недостатком, поскольку при внимательном и регулярном уходе за механическими элементами срок службы уменьшится несущественно. При эксплуатации подобных систем нужно не менее одного раза в смену очищать направляющие от загрязнений и желательно наносить новую смазку.

Столь же важна прокладка кабелей и иных коммуникаций на самом станке: кабельные траки должны быть надёжными, не прогибаться, иметь внутри перегородки, чтобы предотвратить спутывание кабелей между собой (спутывание рано или поздно приведёт к обрыву). Также, желательно, чтобы кабельные траки имели наружные защитные закрытия.

Вывод: при покупке станка стоит обратить пристальное внимание на его внешний вид, наличие защит механических элементов и используемые кабельные траки.

Кабинетная защита

Кабинетная защита зоны резания представляет собой ограждение вокруг установки раскроя, которая ограничивает доступ персонала в рабочую зону во время работы комплекса, предотвращает проникновение отраженного лазерного излучения за пределы рабочей зоны.

Наличие кабинетной защиты необходимо в первую очередь для обеспечения безопасности персонала. Особенно это актуально при резке цветных металлов (меди и алюминия) и высокой мощности лазерного излучения.

Кроме этого, кабинетная защита улучшает производительность вентиляционной системы, поскольку ограничивает объем, из которого производится удаление продуктов сгорания материала. А значит, на производстве будет чище, и работать с установкой будет приятнее и эффективнее.

Наличие кабинетной защиты или отдельного помещения является требованием безопасности по работе с данным классом установок раскроя.

Загрузка и позиционирование листа

При выборе установки раскроя металла мало кто задумывается о том, как будет осуществляться погрузка материала на станок. А зря... Если речь идёт о тонколистовой стали, то погрузка не представляет большой проблемы и с этой задачей могут справиться один-два человека. А если речь идёт о погрузке, допустим, листа стали размером 1,5х3 метра и толщиной 5 мм? Его масса составит ~150 кг, и погрузка станет нетривиальной операцией. Грузить его придётся механизировано. Представим себе ситуацию: тяжёлый раскачивающийся лист опускают на станок сверху, при этом пытаясь позиционировать его в ноль осей станка. Одно неверное движение - и лист бьёт по оптической головке. Станок вышел из строя. Не лучше будет ситуация, если лист просто бросят сверху на станину: ударная нагрузка будет гораздо выше статической и может привести к деформации станины с дальнейшей потерей точностных характеристик.

Именно по описанным выше причинам для погрузки листов используются специальные механизмы: челночный стол и выдвижная паллета. Выдвижная паллета представляет собой выдвижной стол, который выходит за зону резания. Благодаря этому задача по погрузке материала значительно упрощается: во-первых, координатная система не будет мешать персоналу, во-вторых, при погрузке уже не надо опасаться повредить элементы станка, в-третьих, возможные ударные нагрузки будут приходиться на паллету, а не на станину станка. После погрузки материала паллета задвигается в своё рабочее положение и начинается собственно процесс резания.

Вывод: выдвижная паллета или челночный стол - весьма полезная опция, а при работе с материалами толщиной 4 мм и выше - крайне необходимая.

Станина

Какой должна быть станина? Многие производители станков в бюджетном сегменте предлагают довольно лёгкие и простые станины, сваренные из тонкостенных труб малого сечения. Их плюсы очевидны: малый вес и экономия в стоимости. Но за малый вес, простоту и экономию приходится расплачиваться жёсткостью конструкции. Такая станина не позволит развить высокие динамические характеристики, будет склонна к вибрациям и деформациям. При постоянном воздействии высоких нагрузок (тяжёлых листов металла) геометрия такой станины постепенно будет нарушаться, что в дальнейшем приведёт к потере точности перемещений.

Поэтому станина промышленной установки, созданной под серьёзные нагрузки и высокую производительность, должна быть изготовлена из толстостенного конструктива больших сечений, а для обеспечения устойчивости при скоростных и динамичных перемещениях портала — еще и дополнительно утяжелена.

Станина не должна напоминать кухонный стол: «4 ножки и столешница». Это серьёзная конструкция с правильным распределением нагрузки на опоры и дополнительными элементами, обеспечивающими жёсткость. Кроме того, станина промышленного станка должна быть термически обработана («отпущена»), а точность установки направляющих должна обеспечиваться высокоточной фрезеровкой. Использование, например, алюминиевого профиля с прямым креплением направляющих к нему или же прямого крепления направляющих к профильной трубе для высокоточного станка попросту недопустимо.

Вывод: качественная станина станка бюджетной и средней категории стоимости должна быть выполнена из толстостенного стального профиля большого сечения, посадочные места под направляющие должны быть точно отфрезерованы. Недопустимо крепление направляющих непосредственно (без фрезеровки) к профильной трубе или конструкционному профилю.

Передачи и приводы

Механические компоненты и приводы, обеспечивающие движения координатной системы – одна из наиболее критичных и важных частей станка. К сожалению, многие производители пытаются сэкономить буквально на всём, в том числе и на приводных системах, что, конечно же, негативно сказывается на производительности и надёжности машины. Ниже мы перечислим основные моменты, на которые следует обратить внимание при выборе координатной системы:

  • Мощные приводы. Чем мощнее привод, тем более высокий крутящий момент он обеспечивает. А значит, тем выше будет динамика движения (разгоны и торможения) и скорость перемещений. Высокая динамика повышает производительность комплекса при обработке сложных контуров с частой сменой направления движения, а высокая максимальная скорость сокращает время переходов между точками врезки. Слабые приводы не раскроют потенциала лазера, каким бы мощным он ни был.
  • Безлюфтовые или низколюфтовые необслуживаемые редукторы (если они используются). Низкий люфт редуктора напрямую отражается на точности позиционирования и обработки контуров, снижает ударные нагрузки в моменты смены направления движения. Дешёвые, некачественные редукторы не позволят достичь высокой точности обработки и сократят срок службы станка.
  • Закалённая шестерня-рейка (если используется). Поверхностная закалка шестерни и зубчатой рейки сокращает степень износа во время эксплуатации, а значит, продлевает срок службы машины — то время, когда она сохраняет свои технические (точностные) характеристики. Косозубая шестерня-рейка уменьшает шумность координатной системы и снижает люфты.
  • ШВП позволяет добиться хорошей точности позиционирования (если, конечно, это качественная ШВП), но ограничивает максимальные скорости перемещения. Использование ШВП оправдано на низкоскоростных машинах, либо на машинах, где высокая точность позиционирования значительно важнее высокой динамики и скоростей перемещений.

Стоит отметить, что высокоточных приводов, качественной ШВП и безлюфтовых редукторов недостаточно для обеспечения высокой точности позиционирования координатной системы. Точность обеспечивается комплексом мер, и не менее важным, чем качество приводных систем, является точность изготовления и жёсткость станины, о чём было написано выше.

Вывод: хорошая координатная система должна быть оборудована мощными приводами, качественными необслуживаемыми редукторами и надёжной закалённой шестерней-рейкой (либо прецизионной ШВП). Экономия на этих компонентах напрямую приводит к снижению срока службы машины и потери точности позиционирования.

Система смазки

Движущие механизмы координатной системы нуждаются в регулярной смазке. Это можно обеспечить в рамках регуляторного технического обслуживания, либо при помощи автоматической системы смазки. Автоматическая система, по понятным причинам, – наилучшее решение, однако зачастую недоступное в системах бюджетного и среднего ценовых диапазонов. В чём же сложность?

Главная сложность: это доступ к механизмам станка, требующим обслуживания. На качественной хорошей машине эти механизмы должны быть закрыты защитными кожухами или гофрозащитой, а значит, перед обслуживанием придётся демонтировать их. Именно поэтому смазка узлов становится нетривиальной задачей. Конечно же, самое простое решение (которым, однако, гордятся некоторые производители) – оставить направляющие и каретки открытыми, без защиты. Пользователь впоследствии столкнётся с тем, что производить очистку и смазку элементов придётся каждый день, а то и чаще, но зато можно декларировать «простой доступ к обслуживаемым узлам».

Попытка вынужденную меру снижения стоимости представить преимуществом – это исключительно маркетинговый ход. Наиболее верным решением данной задачи для недорогих систем является централизованная система смазки. Эта система позволяет смазывать механизмы станка без непосредственного доступа к ним с единой панели. Сервисному персоналу не надо снимать половину защитных кожухов, чтобы добраться до нужного узла, а достаточно просто открыть панель центрального узла и подать смазку через специальные штуцеры.

Второй нюанс заключается в том, что процедура смазки должна быть регулярной. Если в компании есть свой сервисный отдел, который занимается регулярным обслуживанием станков и контролем этих процедур, то проблема регулярности не возникает. Куда хуже дела обстоят на предприятиях малого бизнеса, где обслуживание станка отдаётся на откуп оператору. В этом случае оператор может либо элементарно забыть об обслуживании, либо намеренно саботировать его («это не моя работа»). Поэтому ЧПУ станка должно быть оборудовано таймерами обслуживания, которые будут, при необходимости, напоминать об обслуживании машины, либо, в крайнем случае, блокировать работу до тех пор, пока обслуживание не будет проведено и подтверждено вводом контрольного пароля.

Вывод: рассматривать отсутствие защитных кожухов и гофрозащиты как «простой доступ к узлам, требующим обслуживания» категорически неверно. Хорошая координатная система должна быть оборудована либо автоматической системой смазки, либо централизованной ручной системой смазки. Отсутствие таких систем допускается только на бюджетных установках. Для предприятий малого бизнеса желательно наличие автоматических таймеров обслуживания.

Зональная система дымоудаления

Наиболее часто встречаемая система дымоудаления на установках бюджетной и средней ценовых категорий – многозональная без переключения зон. Что это значит? Это значит, что для организации эффективной системы удаления продуктов горения будет нужна большая производительность внешней системы. Чем больше расстояние от места подключения вентиляционной системы, тем сильнее будет падать производительность, соответственно, чтобы скомпенсировать падение нужно увеличивать входную производительность вентиляционной или рекуперационной системы. Учитывая растущую стоимость особенно рекуперационных систем, в зависимости от их производительности, подобное решение не является оптимальным.

Поэтому в хорошей координатной системе желательно присутствие средств автоматического переключения зон. Если говорить простым языком, то при использовании таких средств, раскройный стол физически делится на несколько изолированных друг от друга зон, а автоматика или механика обеспечивает подключение к вытяжной системе только той зоны, в пределах которой в данный момент находится резак (при этом остальные зоны отключаются).

Подобное решение является самым эффективным и производительным из всех присутствующих на рынке.

Вывод: крайне желательно, чтобы раскройный стол был оборудован многозональной системой дымоудаления с автоматическим переключением активных зон.

Система охлаждения

Система охлаждения является одним из самых критичных элементов станка, который влияет не только на стабильность работы лазера, но и отвечает за его безопасность. Перегрев или переохлаждение лазера может привести к его серьёзной поломке (особенно это критично для твердотельных лазеров).

На сегодняшний день существует два основных типа систем охлаждения: «вода/вода» и «вода/воздух». Независимо от типа, любая из этих систем имеет два контура, называемые «внутренним» и «внешним». Во внутреннем контуре циркулирует чистая дистиллированная вода, которая отводит тепло непосредственно с самого лазера. Тепло первичного (внутреннего) контура передаётся к вторичному контуру. У систем типа «вода/вода» внешним контуром служит проточная водопроводная вода, а у систем «вода/воздух» тепло отводится в атмосферу либо через специальную холодильную установку (в чиллерах), либо напрямую через радиатор.

Постоянную стабильную работу могут обеспечить только системы типа «вода/вода» или «вода/воздух» с чиллером.

Рассмотрим достоинства и недостатки каждой из систем:

Система охлаждения типа «ВОДА/ВОДА»
Плюсы Низкая стоимость самой системы, не требует обслуживания, может быть интегрированная в станок ввиду малых габаритов.
Минусы Требуется подвод и слив водопроводной воды, воду необходимо оплачивать. Если температура внешней водопроводной воды достаточно высока (например, в летний период), то использование данной системы невозможно.
Система охлаждения типа «ВОДА/ВОЗДУХ» с чиллером
Плюсы Не требует подвода дополнительных коммуникаций (подвода воды и слива).
Минусы Высокая стоимость системы, требует регулярного обслуживания (очистки фильтров), ввиду больших габаритов устанавливается в виде отдельно стоящего модуля.

Выбор той или иной системы зависит от финансовых возможностей и производственных особенностей. Вне зависимости от типа, система должна быть снабжена надёжной автоматикой (хотя бы исключить китайские датчики протока, которые работают максимум месяц), которая обеспечит удержание температуры лазера в заданном диапазоне, собрана из качественных комплектующих (насосы, теплообменники) и имеет функции мониторинга температуры. Кроме этого система охлаждения типа вода/вода должна обеспечивать экономный расход внешней воды, т.е. разрешать проток во внешнем контуре охлаждения, только когда это необходимо для охлаждения внутреннего, а не быть включенным постоянно. Наличие подобной функции на работающем оборудовании приводит к экономии расхода воды ровно в два раза. Дополнительным преимуществом является дублирование защитных контуров по температуре и протоку, поскольку серьезно повышает производственную живучесть охлаждаемого оборудования.

Вывод: при покупке раскройного комплекса необходимо обратить пристальное внимание на комплектующие, используемые производителем, качество сборки и конструкцию системы охлаждения. Выбор типа необходимо делать исходя из производственных и финансовых возможностей. Не самым лучшим выбором будет использование систем с прямым протоком (неавтоматических систем) или систем с прямой отдачей тепла на воздух (без чиллера, если речь идёт о системах типа «вода/воздух»).

Система подачи газов

Во время резания металла при помощи лазера необходимо обеспечивать продув зоны резания технологическим газом, поддерживая постоянное давление в зоне резания. За выполнение этой функции отвечает система подачи газов. Казалось бы, всё просто: поставь клапан, редуктор и система готова. Однако при выборе установки лазерной резки крайне важно определить, на каких давлениях может работать система. Для качественной резки азотом и воздухом требуется давление от 12 до 20 атмосфер, в то время как большая часть присутствующих на рынке пневматических элементов (редукторы, трубки) выдерживает давление всего до 10 атмосфер, а бывает и меньше. «Сэкономленные» производителем деньги, для пользователя выльются либо в ограниченные возможности по применению раскройного комплекса, либо в разрывы газовых трактов и поломки редукторов, которые весьма непросто отыскать и устранить.

Для удобства работы с комплексом желательно иметь автоматическую газовую консоль, которая должна обладать следующими функциями:

  • иметь интерфейс, интегрированный в ЧПУ комплекса;
  • дистанционное переключение входов газов (без ручного вмешательства оператора);
  • дистанционная (с ЧПУ) установка давления газа в зоне резания;
  • мониторинг текущего состояния (текущий вход, текущее давление);
  • автоматическое связывание настроек с библиотекой материалов (чтобы при выборе материала настройки загружались автоматически, без вмешательства оператора).

Наличие всех этих функций сделает работу со станком более эффективной и удобной, сократит время на перенастройку машины под разные типы материалов.

Вывод: система подачи газов должна быть рассчитана под давление не менее 15 атмосфер (лучше – 20 атмосфер). Система подачи газов с максимальным ограничением в 10 атм. не позволит раскрыть всех возможностей установки раскроя. Для удобной работы желательно наличие автоматической газовой консоли.

Система слежения за поверхностью металла

Система слежения за поверхностью металла отвечает за то, насколько точно будет удерживаться расстояние между соплом и разрезаемым материалом. Эта высота влияет как на положение перетяжки относительно поверхности материала, так и на распределение потока технологического газа.

Характеристики данной системы напрямую сказываются, как на качестве реза, так и на производительности системы в целом. Медленная (с низкой динамикой) система слежения увеличит время, затрачиваемое на врезку (поскольку перед врезкой придётся весьма долго ожидать установки заданной высоты). При этом динамические характеристики системы слежения зависят не только и не столько от используемого привода на соответствующей координате, а от её электронной начинки, программного обеспечения и алгоритмов работы.

Хорошая система слежения должна обладать следующими свойствами:

  • Высокая частота замера (от 1 кГц и выше)
  • Быстрый выход на заданную высоту без перерегулирования
  • Высокая скорость слежения (быстрая реакция на изменение высоты из-за неровностей материала)
  • Высокая точность удержания высоты (не менее ±0,1 мм)
  • Иметь функцию укороченного подъёма. Между точками врезки система поднимает оптическую головку не на полную высоту, (за счет этого увеличивается производительность), а на минимальное безопасное расстояние, чтобы не задеть заготовку во время перехода
  • Иметь простой и понятный пользовательский интерфейс, все необходимые параметры должны настраиваться очевидным для оператора образом (в т.ч. оператор должен устанавливать высоту в «естественных» для него единицах, например, в миллиметрах)
  • Иметь функцию подскока при врезке (для защиты сопла от загрязнения во время прожига толстых материалов)
  • Иметь функцию быстрого перехода в режим гравировки (в режиме гравировки расстояние сопла от материала, как правило, отличается от оного в режиме резания).
  • Иметь защиты от сбоев (например, при плохом контакте сопла с сенсором, при потере материала под соплом и т.д.)
  • Иметь функцию калибровки «one-button» (одной кнопкой), либо автоматическую калибровку. Калибровка по таблице слишком сложна для оператора и требует значительных трудозатрат.

Отдельно стоит отметить следующий момент: если настройка положения сопла над материалом осуществляется не очевидным образом (т.е. вводом нужной высоты в цифровой форме), а при помощи регулировок в виде потенциометра и т.п., то смело можно считать, что в дальнейшем данная система слежения «подарит» пользователю массу проблем: нестабильность удержания высоты, невозможность сохранить режим и т.д. Вдобавок оператор не отойдет от этой регулировки во время резки материала, вручную компенсируя нестабильность слежения.

Стойка ЧПУ

Требования к стойке ЧПУ довольно простые, и все они сводятся к обеспечению оператору удобной и эффективной работы, к организации его рабочего места. Ниже перечислены основные критерии, по которым, на наш взгляд, можно оценить удобство стойки управления раскройным комплексом:

  • Стойка должна быть оборудована выдвижными ящиками для хранения чертежей, расходных материалов и инструмента, который может потребоваться при работе со станком.
  • Основные органы управления должны быть сосредоточены на стойке в лицевой части. Каждый элемент управления, размещённый вне стойки, снижает производительность труда оператора.
  • Крайне желательно, чтобы станок был оборудован пультом ручного управления, при помощи которого оператор сможет управлять базовыми функциями станка: скоростью подачи, запуском программ резки и т.п. Это позволит оператору при резке серии программ не подходить лишний раз к стойке управления и сократит издержки времени
  • ЧПУ должно быть оборудовано системой восстановления, дабы в случае выхода из строя ОС или программы, можно было восстановить функционирование машины без привлечения сервисного инженера (выезд сервисного инженера – это простой станка).
  • Стойка должна быть оборудована USB разъёмами для подключения флэш-накопителей и сетевым интерфейсом для подключения к локальной сети. Крайне желательно, чтобы ЧПУ поддерживала все функции работы в локальной сети (в т.ч. контроллер домена) – это позволит интегрировать станки в общепроизводственную сетевую инфраструктуру
  • Если на ЧПУ используется ОС, то это должна быть специальная версия для встраиваемых решений с ограниченным функционалом, чтобы персонал не устанавливал несанкционированное ПО (такое, например, как игры) Защита от вирусов. Если ЧПУ сделано на основе ОС семейства Windows, то крайне желательно, чтобы было предустановленно антивирусное программное обеспечение. Заражение компьютера может превратить станок в бесполезное железо, а на переустановки системы и восстановление настроек уйдёт длительный период времени.

Электроника координатной системы

Пожалуй, самым главным требованием к электронной «начинке» станка является высокая надёжность используемых компонентов. Надёжность электроники обеспечивается рядом мер, которые предпринимаются ещё на этапе проектирования плат и схем:

  • Гальваническая изоляция плат от общих цепей питания
  • Оптическая изоляция входов и выходов, использование дифференциальных сигналов для коммуникаций узлов между собой
  • Наличие предохранителей в цепях питания (чтобы в случае выхода из строя питания платы не произошло короткого замыкания всей цепей питания станка).

Нарушение этих требования снижает надёжность системы в целом и повышает риск выхода из строя, возможно, с фатальными для станка последствиями. Пренебрежение помехозащищённостью может вызывать проявления различных «чудес» в процессе работы (плавающих неисправностей).

Другим немаловажным критерием является ремонтопригодность и заменяемость модулей. С одной стороны использование стандартных компонентов, упрощает задачу, но с другой стороны в этом кроется следующая проблема: эти компоненты могут быть в любой момент сняты с производства (учитывая длительные сроки эксплуатации станка) и замена их станет невозможна без переделки всех остальных схем установки. Поэтому желательно, чтобы для ключевых систем производитель использовал серийные модули собственного производства, резерв которых он может обеспечить на собственном складе, (или совместимую замену) и, в случае выхода из строя, произвести оперативную замену.

Третий фактор: эффективным решением для коммуникаций электронных модулей станка является наличие внутренней информационной сети (CAN, Modbus, UniNET). Использование сетевых решений позволяет сократить количество кабелей (что повышает надёжность системы и упрощает ремонт и диагностику), обеспечить увеличение функциональных характеристик машины. Кроме того, при помощи сетевых интерфейсов передачи данных, возможно организовать протоколирование состояния узлов, и их диагностику с ЧПУ.

Вывод: электроника, используемая в раскройных комплексах должна иметь повышенную защищённость и объединена в общую информационную сеть (с подключением к ЧПУ). Использование ключевых электронных плат собственного производства является стратегическим преимуществом производителя.

Программное обеспечение

Именно через программное обеспечение оператор управляет раскройным комплексом, осуществляет подготовку и загрузку программ, настраивает работу модулей станка (таких как система слежения, система управления газами и т.д.). Можно сказать, что программное обеспечение является мозгом машины. И поэтому для комфортной, эффективной работы ПО должно быть современным соответствовать самым высоким требованиям.

Ниже перечислены основные функции, которыми должно обладать современное ПО установки раскроя металла:

  • Интеграция интерфейсов управления узлами станка в одной программной оболочке. Все модули машины должны контролироваться с рабочего места оператора.
  • Обеспечивать удобную и интуитивно понятную работу с файлами (чертежами). При этом должен производиться контроль версий и обновлений чертежей. Загрузка программы не должна занимать значительного времени (желательно, чтобы это осуществлялось в один-два «клика»).
  • Быстрое (автоматическое) создание программ резки.
  • Счётчики вырезанных деталей. Эта функция упростит работу оператора и резко сократит случаи, когда деталей вырезано больше или меньше чем нужно.
  • Журнал (библиотека) материалов. При этом библиотека должна обеспечивать не только хранение настроек под каждый материал, но и осуществлять автоматическую загрузку параметров в модули станка при выборе материала.
  • Дистанционная постановка и контроль задач. На современном производстве должна быть обеспечена сетевая инфраструктура, которая минимизирует бумажный документооборот и обеспечивает постановку задач на машины через сеть с рабочего места мастера. С этого же рабочего места мастер должен контролировать выполнение поставленных задач.
  • Таймеры обслуживания станка. Программное обеспечение должно автоматически считать наработку узлов станка и своевременно выдавать сообщения о необходимом сервисном обслуживании. Такая система может значительно продлить срок службы машины.
  • Автоматический расчёт длины реза и точек врезки.
  • Автоматический расчёт времени обработки с учётом затрат на пробивку, переходы между точками врезки, и динамическими характеристиками станка. Длина реза не является эффективным экономическим критерием для оценки стоимости изделия, поскольку в зависимости от конфигурации детали, время обработки при одинаковой длине реза может отличаться в разы (одно дело вырезать линию длиной 1 м, и совсем другое – прямоугольную «змейку» той же длины).
  • Автоматический расчёт коэффициента полезного использования материала.

Это далеко не полный перечень функций, которые должны быть реализованы в современном ПО. Поэтому при покупке станка обязательно надо обратить внимание на то, в какой среде придётся работать оператору и технологу. Часто используемые универсальные бесплатные программы (особенно в станках бюджетной категории) не обеспечивают удобного и полного функционала (как в силу своей универсальности, так и в силу бесплатности). Использование такого ПО может привести к тому, что оператор будет тратить времени на подготовку программ больше, чем на саму резку!

В идеальном случае программное обеспечение станка должно быть специализированным, разработанным именно для решения задач двумерного раскроя, с учётом всех особенностей координатной системы и подключенного оборудования.

Заключение

Надеемся, что эта статья поможет Вам определиться с выбором раскройного комплекса, понять, какие «подводные камни» ожидают вас при покупке и эксплуатации установки лазерной резки. Надеемся, что благодаря этой статье, выбранный Вами станок станет эффективным инструментом на Вашем производстве.

Бобков Ф.Г.
20.05.2011