Sama rama maszyny waży siedem ton, ma półtora metra wysokości i trzy metry szerokości - nietypowe wymiary dla LASERVORM GmbH, ale mimo to jest to dobrze znana część codziennego życia. Producent maszyn laserowych dostarczył swojemu klientowi uniwersalną maszynę tandemową do naprzemiennego cięcia laserowego i spawania laserowego w systemie bramowym. W zestawie znajduje się technologia napędowa firmy HIWIN GmbH.

Budowa maszyn laserowych, laserowa produkcja kontraktowa i serwis maszyn laserowych specjalizujących się w spawaniu laserowym, hartowaniu laserowym i spawaniu laserowym - szeroki zakres usług oferowanych przez średniej wielkości firmę rodzinną LASERVORM GmbH z Altmittweida w Saksonii. „W naszej własnej produkcji kontraktowej przetwarzamy wszystko, od pojedynczych elementów po duże serie” - mówi Thomas Kimme, dyrektor zarządzający LASERVORM GmbH. „Dzięki naszemu doświadczeniu, naturalnie sensowne jest samodzielne projektowanie i produkcja maszyn w tym zakresie”. Niedawno zrealizowane, niestandardowe rozwiązanie specjalne jest wykorzystywane przez firmę produkującą komponenty do odnawialnych źródeł energii.
„Całkowicie przeprojektowaliśmy system XYZ, który jest bardzo kompaktowy jak na swoje zadania”, mówi David Müller, inżynier projektant w LASERVORM GmbH. „Połączenie spawania laserowego i cięcia laserowego w jednej maszynie nie jest powszechne. Oba procesy mają zupełnie inne wymagania”.
Największe wyzwanie: połączenie tych dwóch procesów w jednej maszynie i na obszarze roboczym o wymiarach dwa na dwa metry. Rozwiązanie: połączona maszyna do spawania i cięcia laserowego o konstrukcji portalowej z systemem wymiany palet. Napędy łańcuchowe z krzywkami i wspornikami zapewniają naprzemienny ruch stołów paletowych z zewnątrz do maszyny i z powrotem.

HIWIN jako kontakt numer jeden
System bramowy składa się z osi X, dwóch równoległych zsynchronizowanych osi Y i osi Z. Stalowa belka bramowa jest produkowana w złożonej i sztywnej konstrukcji z blachy stalowej, aby zapewnić wysoką dynamikę, która jest niezbędna w tym zastosowaniu.

W osiach X i Y zastosowano prowadnice i silniki liniowe firmy HIWIN GmbH. Oś Z jest również wyposażona w prowadnice szynowe i mechanizm śrubowo-toczny od specjalisty w dziedzinie technologii ruchu z Offenburga. „HIWIN jest naszym partnerem od ponad 20 lat, jeśli chodzi o prowadnice”, mówi Thomas Kimme.
Zainstalowano prowadnice liniowe HIWIN z serii HG, QHH i WEW. „ Prowadnica kulkowa HG jest pierwszym wyborem dla par szyn, takich jak ta, którą mamy tutaj w tej aplikacji”, informuje odpowiedzialny przedstawiciel handlowy HIWIN. „Dzięki naszej technologii SynchMotion™ nasza seria HG staje się prowadnicą liniową QH”. Technologia ta umożliwia wyższe prędkości jazdy, wydłużone częstotliwości smarowania i lepszą równomierność ruchu przy niższym poziomie hałasu podczas pracy. Trzy wózki jezdne są zamontowane na każdej z osi Y w celu optymalnego rozłożenia powstałej masy i ogromnych sił rozciągających napędów na prowadnicy. Prowadnice HIWIN typu WEW są używane do cofania wlotów palet i całkowitego zamykania drzwi maszyny. „Wyjątkowo szeroka prowadnica kulkowa umożliwia maksymalne obciążenie momentem, zwłaszcza w kierunku Mx, dzięki szerokości szyny i niewielkiej wysokości całkowitej”, mówi przedstawiciel handlowy HIWIN, wyjaśniając zastosowanie zainstalowanej serii.
Silniki liniowe z serii LMFA są zainstalowane w równoległych osiach Y, aby zapewnić wysokie przyśpieszenie i precyzję. „Zdecydowaliśmy się na indywidualne komponenty silników liniowych dla niestandardowej konstrukcji osi”, wyjaśnia David Müller. „Używamy chłodzonych wodą silników liniowych, ale są one chłodzone konwekcyjnie. Dzięki mocnym silnikom LMFA możemy osiągnąć wymagane siły szczytowe”. Zainstalowane napędy bezpośrednie osiągają również znacznie lepszą precyzję w porównaniu z komponentem czysto mechanicznym, dlatego firma LASERVORM zdecydowała się zastosować tutaj silniki liniowe synchroniczne. „Silniki były projektowane w ścisłej współpracy z inżynierami aplikacji HIWIN. Ufamy doświadczeniu HIWIN w tej dziedzinie”, mówi David Müller, patrząc wstecz na płynną fazę projektu.

W fazie projektowania należało wziąć pod uwagę między innymi miejsce instalacji maszyny portalowej z różnicami temperatur do 20°C. Dlatego też LASERVORM i HIWIN zintegrowały kompensację długości, którą należy uwzględnić w przypadku rozszerzalności cieplnej. „Pracujemy tutaj z typowym łożyskiem przesuwnym”, wyjaśnia przedstawiciel handlowy HIWIN. „Jesteśmy bardzo wdzięczni za stałą, kompetentną wymianę informacji z firmą HIWIN”, przyznaje projektant LASERVORM David Müller. „Krótkie terminy dostaw są również dużym plusem, który HIWIN oferuje jako dostawca, oprócz najwyższej jakości usług”, dodaje dyrektor zarządzający LASERVORM Thomas Kimme. „W historii naszej firmy doświadczyliśmy tego w inny sposób. W budowie maszyn specjalnych takie usługi mają absolutne znaczenie”.

Maszyny na miarę od A-Z
Zawsze przygotowany na specjalne przypadki, producent maszyn laserowych stale poszerza swoją wiedzę w zakresie koncepcji laserowych i optycznych. „Połączenie spawania laserowego i cięcia laserowego było wyzwaniem, zwłaszcza w konfiguracji optycznej” - mówi inżynier projektu Müller.

„Skonfigurowaliśmy i zaprojektowaliśmy komponenty laserowe zakupione wewnętrznie”. Zaowocowało to dwoma różnymi układami optycznymi lasera z różnymi pozycjami punktu ogniskowego dla maszyny portalowej. Dodatkowa regulacja ogniskowania wzdłuż osi Z (przesuwnik ogniskowania) sprawia, że punkt ogniskowania układu optycznego jest zmienny. Opracowany przez nas przełącznik wiązki przełącza światło lasera między dwiema ścieżkami wiązki.
Specjalnie opracowana technologia LASERVORM Spinscan jest używana do optyki spawalniczej: umożliwia dwuwymiarowe odchylanie wiązki i jednoczesną modulację mocy, co może na przykład wypełnić duże szczeliny podczas procesu łączenia. „Wbudowane połączenie Spinscan i Focusshifter oferuje wyjątkową swobodę technologiczną w zastosowaniach spawalniczych” - mówi David Müller. Otwiera to dużą swobodę dzięki małym powierzchniom styku i dużym wymiarom szczelin w wymagających procesach łączenia i znacząco przyczynia się do równomiernego i stabilnego połączenia.
Miniaturowe prow adnice firmy HIWIN są również stosowane w rozdzielaczu wiązki: „W przypadku naszej serii MG, z których niektóre są wielkości spinacza do papieru, zainstalowaliśmy tutaj naszą miniaturową prowadnicę, aby precyzyjnie i z powtarzalną dokładnością pozycjonować rozdzielacz”, dodaje przedstawiciel handlowy firmy HIWIN do wyjaśnień Davida Müllera. LASERVORM samodzielnie opracowuje i programuje oprogramowanie sterujące dla swoich systemów: „Używamy centralnego systemu sterowania, aby zapewnić zsynchronizowaną i harmonijną interakcję w naszych systemach. Zupełnie jak w dobrej orkiestrze”, mówi Thomas Kimme, dodając do ekspertyzy specjalisty od laserów.

Oprócz bardzo udanego stosunku skoku do długości tej maszyny - zwłaszcza osi Y (2120/3000) - i kompatybilności dwóch procesów cięcia laserowego i spawania, należy również podkreślić zintegrowany system odciągowy o dużej objętości. „Istnieją szczególnie wysokie wymagania dotyczące czystości filtrowanych gazów spalinowych, które są zanieczyszczone cząsteczkami niebezpiecznymi dla zdrowia” - informuje David Müller. „Obecnie mamy tutaj wydajność odciągu na poziomie 10 000 metrów sześciennych na godzinę. To całkiem spora liczba”.

Prawdziwa waga ciężka w nowym wymiarze, którą firma LASERVORM GmbH stworzyła tutaj wraz ze specjalistą w dziedzinie technologii napędów, firmą HIWIN. Obie firmy działają na rynku od ponad 30 lat i mogą pochwalić się długą i udaną współpracą. „Z pewnością nie był to ostatni duży projekt, który wspólnie zrealizowaliśmy” - mówi z przymrużeniem oka Thomas Kimme.

Obejrzyj wideo z aplikacji już teraz!