Оснащение производства новым оборудованием — сложная задача, и она может быть сопряжена со множеством проблем, решить которые самостоятельно довольно затруднительно. Широкий спектр вариантов решения каждой технологической задачи может ввести в заблуждение и привести к закупке ненадежного и малоэффективного или излишне дорогого оборудования.

 

 

Помочь здесь может квалифицированная поддержка от компании-поставщика. Более того, при комплексном подходе к обеспечению производственной базы можно в разумные сроки создать собственное интеллектуальное производство в соответствии с концепцией Индустрии 4.0, при этом выигрывая по соотношению цена/качество.

 

Осмысленным выбором по такому критерию будет оборудование, представленное компанией «ЛЛС» на выставке «Металлообработка–2021». Например, для задач лазерной резки металла существует решение в виде станка серии HS–GC от компании HSG (рис. 1). Он совмещает мощность в 2 кВт, интеллектуальную систему управления и функцию удаленного контроля со справедливой ценой, а запатентованная технология изготовления сварной станины в комплексе с современным порталом из авиационного алюминия позволяют системе резки прослужить впечатляющий срок. Она оптимальная для листа из углеродистой стали до 16 миллиметров толщиной, нержавеющей стали и алюминиевых сплавов до 8 миллиметров толщиной и латуни и меди меньших толщин.

 

Рис. 1.

 

 

Также достойна внимания система ручной лазерной сварки LightWELD 1500 от компании IPG (рис. 2), производящей каждый четвертый лазер в мире и занимающей до 80% рынка волоконных лазеров. В числе ее сильных сторон компактность и малый вес, что придает системе мобильность, а уникальная система воздушного охлаждения обеспечивает эксплуатацию без периферийного чиллера. Нужно отметить, что при этом LightWELD имеет внушительную для своей конфигурации среднюю мощность в 1500 Вт, а в пике значение мощности может доходить до 2500 Вт! Все это позволяет осуществлять сварку различных сталей и алюминиевых сплавов до 5 миллиметров толщиной при односторонней и до 10 миллиметров при двусторонней сварке. Также система способна варить медь меньших толщин и разнородные металлы.

 

Рис. 2.

 

 

Лазерная маркировка применяется в различных сферах производства: идентификационные метки штрих-кодом или в виде буквенно-числовой символики, QR-коды различного типа, графические изображения, функциональная маркировка. Для этой сферы применения лазерных технологий на стенде была представлена система маркировки и гравировки на основе УФ-лазера (рис. 3). Необходимо отметить сильные стороны использования именно этой части оптического спектра: маркировка пластиков является проблемой для волоконных и СО₂-лазеров, наиболее распространенных в промышленности. Механизм воздействия данных лазеров фототермический, поэтому изображение формируется путем расплава и карбонизации материала и имеет либо сильные повреждения, либо низкую контрастность.

 

Рис. 3. 

Рис. 4.

 

Однако при воздействии лазера УФ-диапазона за счет лучшего поглощения полимерными материалами получение маркировки высокого качества не представляет трудностей (рис. 4). Фотохимический механизм воздействия такого излучения формирует контрастное изображение с минимальными повреждениями поверхности. До недавнего времени излучение УФ-диапазона генерировали только эксимерные лазеры, которые из-за сложности своей конструкции не могут быть использованы в промышленности.

 

Благодаря развитию лазерной техники стали доступны твердотельные лазерные источники с диодной накачкой (DPSS) и генерацией гармоник. Современные DPSS-лазеры имеют высокую эффективность нелинейного преобразования частоты задающего лазера (1064 нм) в излучение УФ (355 нм) и зеленого диапазона (523 нм), которое также эффективно при маркировке пластиков. Данные системы компактны, имеют длительный срок службы и способны работать в тяжелых условиях массового производства в режиме 24/7. Специализированное многофункциональное программное обеспечение на русском языке позволяет производить эксплуатацию даже неспециалистам.

 

Для высокотехнологичных автоматизированных производств оптимальным по критерию цена/качество предложением является комплексное решение на базе ЧПУ. В рамках выставки был представлен роботизированный комплекс, состоящий из полностью герметичной лазерной головы NC30 с автофокусом и промышленного робота серии M-710 от компании FANUC (рис. 5). С максимальной нагрузкой на кисть до 70 кг и досягаемостью порядка трех метров, комплекс подходит для реализации технологических задач любого уровня сложности. Он находит широкое применение в технологиях лазерной резки, сварки наплавки, термообработки (закалки), маркировки и гравировки. Всё это в том числе применимо для объектов с нестандартной и сложной 3D-формой. Очень активно развивается сфера роботизированных аддитивных технологий, что позволяет с легкостью создавать уникальные решения, например, в аэрокосмической отрасли. Решение на основе робота может быть реализовано в виде отдельного роботизированного модуля или полностью автоматизированной линии с применением других технологий соединения.

 

Рис. 5.

 

 

Промышленная роботизация — важная часть перехода к Индустрии 4.0 благодаря выдающейся производительности и качеству конечного продукта, общей технической совершенности процесса лазерной обработки.

 

Объединяет разрозненные технологии комплексный подход к поставке оборудования. Специалисты «ЛЛС» способны полностью оборудовать производственную площадку тем оборудованием, которое требуется для выполнения всех возможным задач, связанных с лазерной обработкой материалов (рис. 6). Например, к станкам лазерной резки компания предлагает всё необходимое для работы периферийное оборудование: криоцилиндры, азотные станции, компрессоры, системы фильтрации и очистки воздуха, а также листогибочные прессы. Если в ваши планы входит роботизация производства, к промышленному манипулятору инженеры подберут необходимую лазерную голову, источник излучения и позиционер, которые будут оптимальны для ваших целей. Выбор источника особенно важен. Для каждой технологии, от маркировки и аддитивного производства до резки и сварки, необходима разная мощность. В некоторых случаях большую роль может сыграть длина волны, генерируемая источником. Подбор должен производиться с пониманием физических процессов, происходящих во время обработки.

 

Рис. 6.

 

 

Более того, взаимодействие поставщика и заказчика не заканчивается на моменте фактической поставки оборудования. Не менее важны дальнейшие действия: пусконаладочные работы, сервис и необходимая техническая поддержка, обучение персонала, причем оно может не ограничиваться инструктажем по эксплуатации; возможно полное погружение в технологию для получения на выходе специалистов, подготовленных ко всем возможных вызовам.

 

Хорошим примером необходимости в интеграторах является включение в производство роботизированной ячейки. Сам по себе промышленный манипулятор пригоден только для перемещения грузов. Интересной инженерной задачей является подбор комплектации, превращающей его в самый эффективный способ лазерной обработки материалов. Как упоминалось ранее, это голова и источник, причем и то, и другое имеет крайне широкий спектр возможных вариантов, а в их комбинациях человеку без подготовки и опыта не разобраться в принципе, и это не учитывая подбор модели самого робота. К тому же часто вместе с роботом используется позиционер для точного расположения заготовки в процессе работы. В нашей работе на научно-производственном участке используется двухосевой позиционер FANUC грузоподъемностью до 500 кг с опцией бесконечного вращения. Работа робота и позиционера полностью синхронизирована, что позволяет обрабатывать детали сложной 3D-формы с максимальной точностью. Помимо этого необходимо установить сопряжение полученной системы и остального оборудования на производстве.

 

Ключевое преимущество «ЛЛС» как интегратора — в опыте решения инженерных задач за заказчиков. Инженеры компании принимают ТЗ, разрабатывают необходимую технологию, подбирают оборудование, тестируют весь процесс на собственном производстве, и в результате заказчик получает полностью готовое решение вместе с обучением для персонала (рис. 7).

 

Рис. 7. 

 

Всегда нужно иметь в виду, что, чем технологичнее и сложнее оборудование, тем труднее будет осуществляться ремонт.

 

Для ремонта волоконных систем помимо высокой квалификации требуются и специализированные устройства для работы с оптоволокном, в том числе особые сварочные аппараты, скалыватели и многое другое. Рынок волоконного оборудования сегодня обширен и включает в себя не только лазерные источники, но также целые системы на их основе. Большинство лазерных установок в России конструируются и производятся за рубежом, что затрудняет их сервисное обслуживание, в частности, ремонт лазерных источников по истечении гарантии. Специалисты «ЛЛС» имеют портфель реализованных проектов по диагностике, настройке, ремонту станков лазерной резки, в том числе граверов, маркеров, оптоволоконных источников. Инженеры-наладчики качественно проконсультируют, расскажут, как правильно поддерживать оборудование в эксплуатационном состоянии и как избежать поломок. А также впоследствии отремонтируют и устранят неисправность, если таковые возникнут.

 

Сотрудники «ЛЛС» имеют многолетний опыт в ремонте разных линеек источников от IPG, Rofin, MaxPhotonics и Raycus. Недавно впервые были проведены сервисные работы по оборудованию SPI Laser: был отремонтирован иттербиевый волоконный лазер серии JK500FL, изготовленный в 2015 году в Великобритании. Обнаружена неисправность волокон накачки, произведена замена разрушенных волокон и сварка нового транспортного волокна. В работе использовался сварочный аппарат Fujikura серии FSM-100P+, предназначенный для волокон с диаметром до 1200 мкм по кварцевой оболочке и до 2000 мкм по защитному покрытию. Данный сварочный аппарат включает в себя запатентованную технологию фиксации волокон и характеризуется высокой степенью контроля над плазменным разрядом в процессе дуговой сварки. Заказчиком было отмечено, что сложность и качество выполненных работ отвечает мировому уровню производителей волоконных лазеров с мощностью 1–10 кВт, к которым относятся SPI Lasers UK Ltd /Trumpf и IPG Photonics.

 

«ЛЛС» производит оборудование для самых сложных технологических задач, а также может усовершенствовать станки и системы клиентов под необходимые условия. В частности, компания занимается увеличением выходной мощности излучения, адаптацией лазерного комплекса под конкретную технологическую задачу, заменой лазерной головы, источника и элементов для контроля технологического процесса на более современные и функциональные модели в связи с возросшими потребностями. Для обеспечения наиболее качественного результата модернизация проводится только лазерного оборудования (источник, оптический тракт, голова, охлаждение).

 

Для получения подробной информации обратитесь к менеджеру по адресу info@lls-mark.ru

 

Инженеры «ЛЛС» занимаются модернизацией установленного на производстве лазерного станка модульно:
• Замена старого источника на более современную модель.
• Обновление или установка новой головы.

 

Выбор компонентов для вашей системы позволяет варьировать решение по цене, мощности используемого излучения, дополнительным опциям (например, автофокус, модуль Wobble и прочее для голов), чтобы найти решение для вас.

 

lls-mark.ru

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 7-2021