Wattsan 1530 - оптоволоконный или твердотельный лазерный станок по металлу. Оборудование из этой серии используются для резки алюминия, нержавейки, латуни, оцинкованной и углеродистой стали, чёрного металла, меди, в том числе и зеркальной.
В этой статье мы расскажем о возможностях, особенностях, моделях, комплектации, характеристиках и функционале металлорезов линейки Wattsan 1530.
Чем хорош Wattsan 1530?
- Чистота реза
Изделия после резки сразу можно отдавать на сварку или покраску, так как дополнительная пост-обработка не требуется. Кроме того, лазер даёт чистую и ровную кромку.
- Высокая производительность
Скорость перемещения лазера при резке на Wattsan 1530 достигает 50 м/мин, что значительно выше,чем у любого другого оборудования.
- Точность
Она достигается благодаря малому диаметру луча, который не только режет металл, но и проделывает отверстия в нём размером, сравнимым с диаметром волоса.
- Возможность резать заготовки со сложным контуром
Потому что у станка Wattsan высокая точность позиционирования луча.
- Возможность обработки нескольких изделий одновременно
Есть возможность автоматизации нескольких производственных процессов на один станок.
- Бесконтактная резка
Её плюс, во-первых, в том, что не требуются прижимать материал к рабочему полю. А, во-вторых, материал не повреждается в силу отсутствия механического воздействия на него.
- Минимальный риск брака
У станка программное управление, что практически исключает человека из производственного процесса. Серийная продукция получается качественная и полностью идентичная.
Кроме того, этот фактор даёт дополнительное ускорение при резке металла.
- Низкая себестоимость реза
Она обусловлена маленьким количеством недорогих расходников - газ, защитные стёкла для линзы и сопла.
Какие бывают станки Wattsan 1530?
Металлорезчик, отличающийся экономичностью использования. Ведь у него только один расходный материал - защитное стекло для линзы, которое нужно менять раз в две недели.
Его отличает присутствие сменного стола, который значительно ускоряет работу и увеличивает производительность.
Его главная особенность в том, что на нём можно обрабатывать трубы, благодаря присутствию поворотного устройства.
На этом станке можно работать даже на самой высокой мощности, потому что он оснащён специальной кабиной в целях безопасности.
Совмещает в себе поворотное устройство и защищающую кабину. Так можно, к примеру, резать трубы на высокой мощности.
На нём режут металлы на высокой мощности и при большой скорости, благодаря тандему сменного стола и защитной кабины.
Особенность этого станка в возможности обработки цилиндрических изделий на высокой скорости.
Как устроен Wattsan 1530?
Рассмотрим основные составляющие станка
Конструктив
Это корпус станка, рама и портал.
Расскажем о каждом из этих элементов. Итак,
Корпус
Его толщина и конструкция разрабатывается под максимальные нагрузки, такие как скорость и мощность серводвигателей, и характеристики портала.
К примеру, у станка со скоростью 100 м/мин, будет стальной корпус толщиной 8-10 мм. А если скорость будет 160 м/мин потребуется корпус на 14-16 мм. Но подробнее об этом позже.
На этапе производства каждый корпус станка Wattsan обжигают в специальной печи, чтобы снять напряжение и сохранить точностные показатели. Если этого не сделать, то через какое-то время станина деформируется в результате термических и механических воздействий.
Рама
От неё зависит мощность излучателя и, как следствие, скорость станка, и выбор комплектующих к нему.
Рассмотрим предыдущий пример Wattsan 1530 с толщиной корпуса 8-10 мм. У него цельнолитая рама и максимальная скорость работы - 80 м/мин.
У станков с более толстой станиной 12-14 мм скорость работы можно увеличить за счёт подбора комплектующих. Но прежде нужно обеспечить жёсткость конструкции, поставив внутрь рамы через каждые 400 мм листы усиления с сечением 10 мм.
Если этого не сделать, из-за высокой скорости могут быть сильные вибрации вплоть до того, что станок будет шататься. Это сократит срок его службы.
От толщины рамы зависит нагрузка станка. К примеру, рамы на 8-10 выдерживают до 3 т, а на 12-14 до 5 т.
Если вы возьмёте станок за “уши” манипулятором, на нём не останется ни единой трещины, потому что он рассчитан на такую нагрузку. В прочности металлорезов Wattsan можете не сомневаться!
К слову о вибрациях, существует миф о том, что добиться их отсутствия можно за счёт установки чугунной рамы. Но на сегодняшний день это уже не актуально. Ведь благодаря современным серво-двигателям, в отличие от шаговиков, и надёжности конструкции станка вибрации и так практически отсутствуют.
К тому же, добросовестность производителей таких рам сомнительна. Ведь станок с чугунной рамой, перед началом работ должен в течении 2-3 лет стоять в помещении с температурой воздуха, равной эксплуатационной. Иначе, при использовании он быстро перекосится.
Нужно ли покупать металлорез с чугунной рамой?
Портал
Для лазерного станка он должен быть не тяжёлым, потому что портал перемещается с высокой скоростью. Лёгкий портал поможет избежать инерционных вибраций.
Порталы изготавливаются из таких материалов, как
- сталь
Для станков, которые работают на скорости 60-80 м/мин, с рамой 8-10 мм
- алюминий
Если скорость станка 80-100 м/мин, а рама 10-12 мм.
- алюминий с титаном
Для скорости 100 м/мин и толщины рамы 12-16 мм.
Излучатель
В нём зарождается лазерный луч, который по специальному волокну подаётся в лазерную голову и режет материал.
В наших станках используются волоконные иттербиевые излучатели трёх производителей - IPG, Raycus и MAX photonics.
У IPG есть несколько преимуществ. Например, у него лучшее гауссово распределение мощности, что влияет на стабильность резки. Но при этом скорость и толщина реза остаётся прежней.
Мощность излучателей варьируется от 350 Вт до 25000 Вт. Она влияет на скорость и толщину резки металла.
К примеру, при резке толстолистового материала мощность излучателя зависит от толщины рамы.
Рамы 8-10 мм идут с излучателем мощностью 2000 Вт.
12-14 мм - от 1500 до 6000 Вт.
А рама 10-12 мм комплектуется излучателем мощностью от 4000 Вт и более.
Срок службы более 5 лет. КПД, показывающий соотношение потребляемой и результирующей энергии достигает 30-50 %.
Наши станки работают в том числе и с тонколистовыми материалами на максимальных скоростях с излучателем до 6 КВт.
Материалы при лазерной резке имеют свойство отражать часть лазерного луча, которая попадает в излучатель. К материалам с высоким коэффициентом излучения относятся медь, латунь, алюминий, зеркальная нержавейка и цветные металлы.
При резке этих материалов нужно позаботится о том, чтобы отражённый луч не попал в излучатель, иначе устройство выйдет из строя.
Как защитить излучатель от отражения?
Если вы режете металл с высоким коэффициентом отражения, нужно это учесть на стадии выбора излучателя.
К примеру, у устройства IPG есть защита волокна от отражённых лучей. Она бывает двух видов:
Это пассивная защита. Она осуществляется при помощи двух встроенных в излучатель датчиков. Во-первых, они предупреждают об опасности. А, во-вторых, переотражают луч.
Активная защита, потому что она нивелирует опасные отражения и позволяет резать беспрерывно. Конечно, при резке металлов с высоким коэффициентом излучения активная защита будет гораздо надёжнее.
Лазерная голова Raytools
Подбирается в зависимости от мощности излучателя
- BT 210s
При мощности до 1500Вт
- BT 240s
До 3300 Вт
Как устроена лазерная голова?
В ней есть коллиматорная и фокусирующая оптика, грубо говоря, с прицелом. Её защищают от искр, брызг и пыли специальные стёкла.
Даже малейшие пятна на этом стекле значительно отразятся на качестве вашей резки. Будьте внимательны!
Характеристики оптики - диаметр защитных стёкол и фокусное расстояние, а также модель лазерной головы указаны на шильде.
Также в сопле присутствует расходник - керамическое кольцо. Оно является частью системы слежения за высотой резки.
Металлы, которые обрабатываются на оптоволоконных станках, практически никогда не бывают идеально ровными, поэтому при резке фокус может смещаться, что недопустимо при работе с металлом, иначе реза просто не будет.
Система слежения поддерживает высоту положения сопла над материалом при резке с высокой скоростью и точностью.
Поэтому перед началом работы станок калибруют, чтобы определить и запомнить расстояние от сопла до листа.
Но не нужно путать систему слежения с автофокусом. Он представляет из себя электронное управление фокусирующей линзой, расположенное внутри режущей головы, и осуществляемое управляющей программой. Система авто фокуса необходима только при резке толстых металлов.
Система управления
У оптоволоконного станка Wattsan 1530 возможны два варианта системы управления:
- FSCUT1000
Стоит на станках со скоростью до 80 м/мин и ускорением до 0,8G. Она работает только на программном обеспечении CYPONE.
- FSCUT2000
Она стоит на станках со скоростью 120 м/мин и работает на программном обеспечении с расширенным функционалом CYPCUT.
Кроме того, на FSCUT2000 стоит система слежения за высотой резки БЦС 100, и она вынесена, как отдельное устройство. Автономная система работает точнее и быстрее.
К слову о программном обеспечении CYPCUT, оно позволяет управлять станком на очень высокой скорости до 150 м/мин с ускорением до 1,5G, подходит для резки толстых металлов и имеет больше настроек конфигурации.
- FSCUT3000
В отличие от FSCUT2000, она имеет дополнительную опцию CYPTUBE - управление поворотной осью и сменными столами. Подробнее об этом мы расскажем позже.
Все системы управления для лазерного станка по металлу поддерживают самые популярные форматы векторных чертежей ADOBE ILLUSTRATOR и DXF и включают в себя векторный редактор.
Режимы и функции УП
- Flycut
Используется для быстрой резки круглых и прямоугольных отверстий в тонких материалах до 1 мм. При этом, рабочая голова движется непрерывно, сокращая траекторию.
Система управления FSCUT1000 не способна реализовать эту функцию в полной мере.
- Coedge
Эта функция убирает повторяющиеся линии, тем самым сокращая время выполнения операции.
- Edge sic
Функция, определяющая положение листа на столе.
На FSCUT2000 она автоматизирована. А на FSCUT1000 - нужно определять положение листа металла относительно рабочего поля вручную.
- Nesting
При помощи этой функции детали на листе складываются самым выгодным образом, вследствие чего сокращается расход материала и ускоряется работа станка.
У FSCUT2000 Nesting реализуется в большей степени.
- Brige
Это мостики, которые при резке небольших предметов не дают встать им на ребро, что спасает рабочую голову от столкновения с деталями.
- Поддержка авто фокуса
Функция лазерной головы, которая управляется системой. Она необходима для резки толстых материалов, чтобы опускать фокус вглубь. Это своего рода “пробивка”.
Итак, мы рассказали о возможностях системы управления лазерным станком по металлу. А теперь поговорим о программном обеспечении - CYPCUT и CYPONE. Оно ставится по желанию клиента. Но у CYPCUT есть несколько преимуществ:
- Path cool
Что переводится буквально, как путь охлаждения. Эта функция помогает уберечь металл от пережигания, создавая точки охлаждения, например, на углах.
- Ring Cut
Это когда станок в процессе резки делает петлю, не останавливаясь на углу, что предохраняет металл от пережигания.
- Pre pierce
Если вы работаете на мощном станке по металлу, перед резкой он всегда пробивает материал по нескольким точкам. Пробивка обеспечивается программной функцией Pre pierce.
- 3-stage pierce
Иногда при резке толстых металлов требуется пробивка в несколько этапов. В системе FSCUT1000 возможно пробить металл в два этапа, а в FSCUT2000 - в три. Программная функция 3-stage pierce позволяет пробивать материал в три стадии.
Мы перечислили основные постоянные элементы станка, которые идут при покупке оборудования. Но на этом характеристики Wattsan 1530 не заканчиваются, ведь для работы на нём потребуются комплектующие. Сейчас мы о них и расскажем.
Итак,
Комплектующие станка
Это элементы механики - серводвигатели, рельсы, косозубая рейка, электрика, чиллер и вытяжка.
Кинематика
Так называются все узлы станка, отвечающие за передвижение лазерной головы - двигатели, рельсы и направляющие. Расскажем о каждом из этих элементов подробнее.
Серводвигатели
В наших лазерных станках по металлу используются исключительно двигатели бренда Mitsubishi. К их преимуществам относятся компактность, надёжность, минимальные вибрации, хороший эквивалент ускорения и лёгкость замены при поломке. Кстати, серводвигатели Mitsubishi ломаются крайне редко.
Выбор серводвигателей зависит от скорости станка. Если она до 80 м/мин, то ставятся двигатели мощностью 750 Вт. Для станка Wattsan скоростью до 100 м/мин подойдут двигатели мощностью 1,5 кВт. А при максимальной скорости 120 м/мин устанавливаются серводвигатели на 1,5 кВт.
Нельзя ставить серводвигатели мощностью, не соответствующей скорости станка, иначе они дадут дополнительную нагрузку на все его элементы. Так станок быстро износится, и качество работы на нём ухудшится.
Это всё равно, что поставить двигатель от Бугатти Веирон на Запорожец и поехать на высокой скорости. Тогда автомобиль перевернётся или развалится. То же, и с несоответствием мощности серводвигателей параметрам станка.
Wattsan 1530 комплектуются качественным редуктором Shimpo с длительным сроком службы, который смягчает ход двигателей.
Рельсы
Мы используем для станков Wattsan высококачественные рельсы марки Hiwin. Кстати, они всегда есть в наличии.
Косозубые рейки
Они идут вдоль станка параллельно направляющим и участвуют в движении портала. На наших станках стоят рейки Lean В2. Они монтируются роботом, что минимизирует погрешности, и помогают станку выдерживать нагрузки на требуемой скорости.
Электрика
В станках по металлу Wattsan используется комплексное электрическое обеспечение фирмы Schneider electric. Это автоматические выключатели, которые предохраняют станок от высокого напряжения.
Электрика Schneider electric отличается высоким качеством и долгим сроком службы. Мы не рекомендуем вам покупать дешёвые компоненты электрики, потому что они быстро выйдут из строя.
Чиллер
Это система охлаждения, которая идёт в комплекте со станком и является обязательной.
На наших станках используются только официальные чиллеры S&A. Будьте осторожны, на рынке присутствует очень много подделок этого оборудования.
Для оптоволоконных станков по металлу идёт отдельная серия чиллеров с двумя контурами водяного охлаждения для излучателя и рабочей головы, - CWFL. FL значит Fiber Laser - второе название лазерного станка по металлу.
Чиллер обеспечивает стабильную и длительную работу излучателя и лазерной головы и выбирается в зависимости от мощности излучателя. Например, для станка с мощностью 5 Квт подойдёт чиллер CWFL 5000.
Мы осуществляем не только поставку официальных чиллеров и помощь в их выборе, но и сервисное обслуживание.
Вытяжка
Другое её название - вентиляция. Она представляет из себя отсеки и каналы внутри станка для удаления дыма и пыли при резке. В лазерных станках по металлу вытяжка бывает двух типов:
- обдув дыма со всей площади станка
При этом дым удаляется со всей площади станка одновременно.
- зональное распределение вытяжки
Оно достигается при помощи пневмозаслонок с зональным распределением. Таким образом, заслонка работает только в той зоне, где происходит резка, куда приходится вся мощность вытяжки. Безусловно, такая вентиляция более эффективна и позволяет экономить электричество.
В лазерном станке есть ещё один очень важный расходник, без которого резка невозможна, - это газ.
Он подаётся в зону резки через сопло и предназначен для удаления продуктов горения. Но кроме этого, он ещё и помогает лазеру разрезать материал.
Обычно используют такие газы, как азот, кислород и воздух.
Для хранения и подачи азота и кислорода используются:
- баллон
Его объём обычно 40 или 70 литров. Баллоны - не самый удобный вид оборудования, так как их приходится часто менять и тратить на это время.
- матрица баллонов
Она состоит из 25 баллонов, связанных друг с другом шлангами. Матрицы хватает на длительное время. Но её минус в том, она сложная в доставке и транспортировке и занимает много места.
- газификатор
Это очень большой баллон, наполненный очень чистым газом в жидкой форме.
Для лазерной резки подходит особо чистый (ОСЧ) и очень чистый газ (ОЧ), в составе которого 0,0001-0,01% примесей.
Использовать абсолютно чистый газ нецелесообразно в силу дороговизны.
Далее на баллон накручивается редуктор для регулировки давления, от которого отходит шланг, ведущий к станку. Для баллона с азотом используется редуктор БАЗО, а для кислорода - БКО. Их можно отличить друг от друга по цвету, азот - чёрный, синий - на кислород.
Воздушный тракт азота не регулируется. То есть, мы ставим на редукторе давление 1 МПа, и газ напрямую подаётся в рабочую голову.
А кислородный тракт требует точной регулировки давления от 0,1 до 10 бар при помощи пропорционального клапана напрямую из программы.
Например, для пробивки металла необходима подача газа под давлением 0,15-0,2 МПа, а для резки - 0,5-0,6 МПа. И в процессе работы станок должен корректировать эти расхождения.
Но учтите, что на регулятор нельзя подавать давление выше 1 МПа. Переизбыток воздуха всё равно спустится, а клапан может выйти из строя.
В наших станках используются японские регуляторы фирмы SMC.
Для подачи воздуха на место реза, в отличие от кислорода и азота, используется компрессор.
А теперь мы расскажем об особенностях работы с каждым газом.
Кислород
При работе с ним необходимо давление 0,5-0,6 МПа.
Важно учитывать, что при высокой температуре под действием кислорода металл окисляется и горит. К примеру, если вы будете делать пробивку под давлением для резки, это чревато расплавленными брызгами.
Кроме того, при работе с нержавейкой под действием кислорода она теряет свои нержавеющие свойства.
Этот газ используется при резке чёрных металлов в силу отсутствия у них нержавеющих качеств. Поэтому на азот тратиться не приходится.
Резка с кислородом обходится дешевле в сравнении другими газами. Но сложнее, ведь нужно настраивать параметры станка, контролировать подачу давления и подбирать диаметр сопла, иначе рез будет плохой.
Азот
Оптимальное давление при азотной резке - 1,6-1,8 МПа.
Азот является инертным газом, который, в отличие от кислорода, не горит, а, наоборот, защищает металл от окисления, охлаждает его и удаляет продукты горения из зоны реза.
Поэтому им можно и прокалывать, и резать на одном и том же давлении, допустим, 2 МПа.
Азот применяется при обработке металлов, когда нужно сохранить их нержавеющие свойства. Но им нельзя резать титан, который вступив в реакцию с азотом, крошится, теряя свою свойства и структуру.
При резке титана нужно использовать другой газ - аргон.
Воздух
При резке с воздухом нужно понимать, для чего используется газ - для работы пневматики или резки.
В первом случае внутри станка уже стоит очиститель. А во втором - требуется установка системы фильтрации. Она необходима для очистки места резки и воздушного тракта от частиц масла и осушения от конденсата. Иначе защитные стёкла будут загрязняться и выходить из строя раз в час.
Для работы на воздухе необходима подача давления 1,6-1,8 МПа, которая достижима при мощности компрессора 20-25 атмосфер с учётом фильтрации.
Этот газ используется только при резке материала, толщиной не более 2-3 мм.
Также, имейте ввиду, что при работе с нержавейкой кромка может желтеть из-за присутствия в воздухе небольшого количества кислорода. Если для вас это критично, рекомендуем использовать для резки нержавейки азот.
Кроме основного функционала станка Wattsan 1530 вам могут потребоваться и дополнительные опции:
Труборезчик
Он предназначен для раскроя труб любых конфигураций, круглого и квадратного сечения, диаметром до 200 мм.
Труборезчики бывают с различными типами зажимов: передние/задние, пневматические, автоматические, электрические, механические, ручные, кулачковые.
Такая опция есть только на станках с системой управления FSCUT3000.
У нас в наличии есть станки, предназначенные только для раскроя труб, и комбинированное оборудование с дополнительной опцией труборез.
Сменный стол
Пока на одном столе режется кусок металла, на втором - оператор собирает готовые изделия и подготавливает следующий лист. Таким образом, сменный стол позволяет ускоряет производственный процесс в полтора раза.
Этой опцией можно дополнить любой станок со скоростью не менее 100 м/мин, а так же, комбинировать с труборезчиком.
Кабинетная защита
Она предназначена для защиты от отражённого излучения и искр в процессе резки.
Кабинет можно установить на любой металлорез. А по правилам техники безопасности кабинетная защита устанавливается на станки с излучателем мощностью от 2000 Вт в обязательном порядке.
Мы рекомендуем вам при выборе станка руководствоваться принципом достаточности. Это значит, что параметры необходимо выбирать в соответствие с задачами производства.
В следующем обзоре Wattsan 1530 мы расскажем о том, где и для каких изделий применяется оптоволоконный станок по металлу.
А если у вас остались вопросы о конструктиве, комплектации и дополнительным опциям станка, просто напишите нам - написать.