Само шасито на машината тежи седем тона, е високо един метър и половина и широко три метра – нетипични размери за LASERVORM GmbH, но все пак обичайна практика. Производителят на лазерни машини е доставил на своя клиент универсална тандемна машина за редуващо се лазерно рязане и лазерно заваряване в портална система. С участието на задвижваща техника на HIWIN GmbH.

Производство на лазерни машини, лазерно производство на поръчка и сервиз на лазерни машини със специализация в процесите лазерно заваряване, лазерно закаляване и лазерно напластяване – широка гама от услуги, които предлага средното семейното предприятие LASERVORM GmbH от Altmittweida в Саксония. „В нашето собствено производство по поръчка
обработваме от единични изделия до големи серии“, казва Томас Киме, управител на LASERVORM GmbH. „Благодарение на нашето ноу-хау, естествено е да проектираме и произвеждаме сами машини в тази област.“ Наскоро реализираното специално решение, съобразено с изискванията на клиента, се използва в предприятие, което произвежда компоненти за възобновяеми енергийни източници.
„Ние изцяло препроектирахме XYZ системата, която е много компактна за задачите, които изпълнява“, разказва Давид Мюлер, конструктор в LASERVORM GmbH. „Комбинацията от лазерно заваряване и лазерно рязане в една машина не е нещо обичайно. Двата процеса имат доста различни изисквания.“
Най-голямото предизвикателство: да се съчетаят двата процеса в една машина и в работна зона от два на два метра. Решението: комбинирана машина за лазерно заваряване и рязане с портална конструкция и система за смяна на палети. Верижни задвижвания с кулачки и рамена осигуряват взаимното движение на палетните маси отвън в машината и обратно.

 
HIWIN като партньор номер едно

Порталната система се състои от една X-ос, две паралелно синхронизирани Y-оси и една Z-ос. Порталният носач от стомана е изработен от сложна и твърда ламарина, за да се осигури високата динамика, която е от съществено значение за тази приложение.
В X- и Y-осите се използват водещи и линейни двигатели на HIWIN GmbH. Z-остта също е оборудвана с профилни релсови водещи и винтова предавка на специалиста по техника за движение от Офенбург. „HIWIN е наш партньор от над 20 години, когато става въпрос за водещи“, казва Томас Киме.

Бяха монтирани линейни водачи HIWIN от сериите HG, QHH и WEW. „Сферичният водач HG е първият избор при двойки релси, каквито имаме в тази приложение“, съобщава отговорният търговски представител на HIWIN. „С нашата SynchMotion™ технология нашата серия HG се превръща в линейни водачи QH.“ Технологията позволява по-високи скорости на движение, удължени интервали на смазване и подобрени характеристики на равномерно движение при по-ниски шумове при движение. Тук на Y-осите са монтирани по 3 каретки, за да се разпределят оптимално възникващите маси и огромните сили на тяга на задвижванията върху водача. За вкарване на палетите и затваряне на вратите на машината се използват водещи елементи HIWIN от тип WEW. „Изключително широката сферична водача позволява максимална моментна натоварваемост, особено в посока Mx, благодарение на ширината на релсите и малката височина“, обяснява търговският представител на HIWIN използването на вградената серия.
В паралелните Y-оси са вградени линейни двигатели от серията LMFA, за да се поддържа високата ускорение и прецизност. „Решихме да използваме индивидуална конструкция на осите за отделните компоненти на линейните двигатели“, обяснява Давид Мюлер. „За целта използваме водноохлаждаеми линейни двигатели, които обаче използваме с конвекционно охлаждане. Изискваните пикови сили можем да постигнем в този случай с мощните двигатели LMFA.“ В сравнение с чисто механичните компоненти, вградените директни задвижвания постигат значително по-висока прецизност, поради което LASERVORM е избрал да използва синхронни линейни двигатели. „Проектирането на двигателите е извършено в тясно сътрудничество с инженерите по приложения на HIWIN. Тук разчитаме на експертизата на HIWIN“, споделя Давид Мюлер, като поглежда назад към гладкото протичане на проекта.

При конструирането трябваше да се вземе предвид и мястото на инсталиране на порталната машина с температурни разлики до 20 °C. Затова LASERVORM и HIWIN интегрираха компенсация на дължината, която трябва да се вземе предвид при термично разширение. „Тук работим с типична методология за фиксирани и свободни лагери“, обяснява търговският представител на HIWIN.

„Много сме благодарни за постоянния компетентен обмен с HIWIN“, признава конструкторът на LASERVORM Давид Мюлер. „Освен отличното обслужване, кратките срокове на доставка са голям плюс, който HIWIN предлага като доставчик“, добавя управителят на LASERVORM Томас Киме. „В историята на нашата фирма сме имали и други случаи. В производството на специални машини такива услуги са от абсолютно значение.“

Специална машина от А до Я

Винаги подготвен за специални случаи, производителят на лазерни машини непрекъснато разширява своето ноу-хау в областта на лазерните и оптичните концепции. „Предизвикателство беше комбинацията от лазерно заваряване и лазерно рязане, особено в оптична конструкция“, казва конструкторът Мюлер.

„Ние конфигурирахме и конструирахме вътрешно закупени лазерни компоненти.“ По този начин за порталната машина бяха създадени две различни лазерни оптики с различни фокусни точки. Допълнителна настройка на фокуса по оста Z (Focusshifter) прави фокусната точка на оптиката променлива. Самостоятелно разработен лъчеви превключвател превключва лазерното лъчение между двата лъча.
За заваръчната оптика се използва специално разработена LASERVORM Spinscan технология: тя позволява двуизмерно отклоняване на лъча и едновременно модулиране на мощността, което може да преодолее например големи разстояния при процеса на съединяване. „Вградената комбинация от Spinscan и Focusshifter предлага изключителна технологична свобода за заваръчни приложения“, казва Давид Мюлер. Тя открива много възможности благодарение на малките контактни повърхности и големите разстояния между фугите за сложни процеси на съединяване и допринася значително за равномерно и стабилно съединение.
В лъчевия разклонител се използват и миниатюрни водачи от HIWIN: „С нашата серия MG, която на места е с размерите на кламер, ние сме вградили нашия миниатюрен водач, за да позиционираме разклонителя с прецизност и повторяемост“, добавя търговският представител на HIWIN към обясненията на Давид Мюлер.Освен това LASERVORM разработва и програмира софтуера за управление на своите инсталации: „Чрез централно управление ние осигуряваме синхронно и хармонично взаимодействие в нашите инсталации. Както в един добър оркестър“, допълва Томас Киме ноу-хауто на лазерния специалист.
Освен много доброто съотношение между ход и дължина на тази машина – особено на Y-оста (2120/3000) – и съвместимостта на двата процеса – лазерно рязане и заваряване, трябва да се отбележи и интегрираната аспирационна система с голям обем. „Тук има особено високи изисквания към чистотата на филтрираните отпадни газове, които са замърсени с опасни за здравето частици“, съобщава Давид Мюлер. „Сега имаме аспирационна мощност от 10 000 кубически метра на час. Това е наистина впечатляващо.“

LASERVORM GmbH и специалистът по задвижващи технологии HIWIN са създали истински гигант в нова дименсия. И двете компании работят в своя бранш от над 30 години и могат да се похвалят с дългогодишно и успешно сътрудничество. „Това със сигурност не е последният голям проект, който реализирахме заедно“, казва с усмивка Томас Киме.

Гледайте видеото за приложението!