Témata
Reklama

Expert na řezání kopulí

Výroba tlakových nádob a kotlů patří mezi velké průmyslové aplikace, kde řezání 3D objektů zahrnuje podstatnou část výrobního procesu. Samozřejmým požadavkem je, aby byl tento proces rychlý, jednoduchý na instalaci a s přesným výsledkem, aby nebylo nutné další mechanické, nebo dokonce ruční opracování. Typickým řezacím úkolem je v tomto ohledu řezání otvorů v zaobleném konci nádoby pro navařování sacího potrubí nebo ořezávání okrajů zaobleného dna s přípravou na svar.

Řezné hrany musejí splňovat požadavky pro následné svařování. Jinými slovy V, X nebo K řezy s konstantním nebo proměnlivým úkosem musejí být vytvořeny s předepsanou přesností, pokud možno v plně automatizovaném procesu. Za tímto účelem byla vyvinuta speciální úkosovací hlava, která umožňuje naklápění řezného nástroje až o 120°. Zároveň má dost velký rozsah, aby mohla pracovat po celém povrchu kopule. Kromě toho byl vyvinut pokročilý 3D proces laserového skenování s odpovídajícím softwarem – mSCAN, který umožňuje řezacímu stroji měřit skutečný tvar 3D objektu (například kupole) a použít toto měření pro nastavení následujícího procesu řezání tak, že obrysy a otvory jsou řezány v potřebných pozicích s velmi vysokou přesností.

Typickým řezacím úkolem je řezání otvorů v zaobleném konci nádoby pro navařování sacího potrubí, nebo ořezávání okrajů zaobleného dna s přípravou na svar.
Reklama
Reklama
Reklama

3D model povrchu kopule

Implementace technologie 3D skenování významně přispívá ke zvýšení přesnosti řezání kopulí, jelikož ideální tvary kopule se někdy liší i o několik centimetrů. Standardní metodu určování výšky hořáku nad materiálem přes napětí plazmového oblouku zde tedy nelze použít. Implementace skeneru umožňuje vytvořit model skutečného povrchu kopule v souřadnicovém systému řezacího stroje a následně pomocí tohoto modelu analyzovat tvar kopule, identifikovat jeho střed a definovat přesnou dráhu nástroje nad povrchem.

Speciální úkosovací hlava umožňuje naklápění řezného nástroje až o 120° a pokročilý 3D proces laserového skenování se softwarem mSCAN.

Jak to funguje?

Během skenovacího procesu řídicí systém stroje přijímá data ze skeneru a páruje je s pozicemi všech pohybových os stroje. Změřené polohy jsou dále upraveny použitím objemové korekce na základě přesného měření kinematiky stroje pomocí laserového interferometru. Stejně tak jsou upravována také kalibrační data úkosovací hlavy a 3D skeneru, která jsou získávána pomocí patentované automatické kalibrační stanice ACTG. V důsledku toho má řídicí systém informace o přesné poloze snímaného objektu vzhledem k řeznému nástroji a umožňuje tak přesné skenování tohoto objektu v souřadnicovém systému příslušného řezacího stroje. Skener pak použije mSCAN k vytvoření podrobného tvaru povrchu (3D model) včetně jeho odchylky od ideálního tvaru. K programování generované řezné dráhy se následně používá 3D CAM software MCAM, který již pracuje s dříve naskenovaným skutečným tvarem kopule. Všechny popsané automatické procesy jsou obvykle operátorovi zobrazeny ve formě 3D vizualizací na displeji řídicího systému v závislosti na velikosti kopule. Celý tento proces prováděný před vlastním řezáním trvá 2 až 10 minut.

Existují však případy, kdy není nutné provést celý výše popsaný proces, čímž se výrazně sníží potřebný čas. Například když je potřeba měřit pouze rozměry kopule – k tomu stačí skenování „cross“ přes horní část kopule. Tímto způsobem je určena přesná poloha kopule, což je důležité pro následné výrobní procesy. Horní část klenby může být označena buď popisovací hlavou, nebo přímo plazmovým hořákem v závislosti na konkrétní výbavě stroje. Dalším případem je, že řezací plán zahrnuje pouze část povrchu kopule, například kulovou horní část, která je obvykle poměrně plochá, takže není nutné snímat celý povrch kopule. V případě řezání na vrchní ploché části kopule může být použito hlídání výšky pomocí napěťové regulace, což je standardní výbava stroje.

3D skenování významně přispívá ke zvýšení přesnosti řezání kopulí.

Modulární konstrukce a univerzálnost stroje

Všechny procesy a funkce 3D skenování jsou zpracovány obsluhou stroje nebo snadno zpřístupněny přes firemní sítě. Program mSCAN navíc poskytuje analýzu geometrie tvaru – srovnání skutečných a ideálních tvarů snímaných objektů, což je významný nástroj pro výrobu.

Změřené polohy jsou upraveny použitím objemové korekce na základě přesného měření kinematiky stroje pomocí laserového interferometru.

Díky modulární konstrukci strojů z hlediska rozměrů strojů, typu a umístění řezacích zón a výbavy použité na stroji může být konkrétní stroj navržen podle přesných požadavků výroby. Jeden stroj s úkosovací hlavou, 3D skenerem, trubkořezem a markerem tak může být použit na řezání kopulí, rovných plechů, trubek, profilů atd. s přípravou pro svar.

Když je potřeba měřit pouze rozměry kopule, je dostačující skenování "cross" přes horní část kopule.

Program mSCAN poskytuje mj. analýzu geometrie tvaru - srovnání skutečných a ideálních tvarů snímaných objektů.
Díky modulární konstrukci strojů může být konkrétní stroj navržen podle přesných požadavků výroby.
Reklama
Související články
Laserová svařovací buňka, která promíjí nepřesnosti v plechu

Vstup do oblasti laserového svařování se stává snadnějším než dříve díky tolerantnímu laserovému svařování metodou FusionLine a balíčku pro náběh výroby. Nové konstrukční prvky a softwarové komponenty zjednodušují obsluhu.

Pokročilé metody laserového svařování

V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. Podstatou nových metod je laserová hlava obsahující systém dvou vychylovacích zrcadel doplněných speciální optikou. Díky tomu lze laserovým paprskem velice rychle přebíhat v dané ploše. Svařování s touto hlavou se nazývá skenerové svařování. V provedeném experimentu byla demonstrována významná časová úspora při využití této metody oproti svařování běžnou svařovací hlavou vedenou robotem. Druhou metodou, opět využívající vychylování laserového svazku zrcadly, je svařování s rozmítaným svazkem. U této metody dochází kromě posuvové rychlosti k mikropohybu laserového svazku podél svařované trajektorie. Řízením parametrů mikropohybu můžeme měnit jak šířku závaru, tak i mikrostrukturu svaru, jak je opět předvedeno v rámci několika experimentů.

V hlavní roli úkosování

Úkosy na řezných hranách jsou nutností až u šedesáti procent všech výpalků. Nejčastěji se jedná o úkosy pro svar, kamenické rohy ve stavebnictví či tvarové výřezy v obalovém průmyslu.

Související články
Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Fotonika - klíč k technologickému rozvoji

Vynález laseru, optických vláken a polovodičových optických součástek výrazně zvýšil význam využití optiky pro moderní technologie. Byl to také impulz pro rozvoj mladého vědního oboru – fotoniky –, který se zabývá vlastnostmi a metodami využití fotonů. Místem, kde si odborníci z těchto tří na sobě závislých oborů – optika, elektronika a fotonika – sdělují svá know-how a sdílejí své úspěchy, se každoročně stává nejvýznamnější světový veletrh optických a laserových technologií Laser World of Photonics. I letos jej koncem června na mnichovském výstavišti doprovázel světový kongres World of Photonics congress.

Obrábění laserem pro všechna odvětví

Od doby, kdy byl objeven a vyroben první laser roku 1960, se uplatnění laserů rozšířilo téměř do všech oborů lidské činnosti. Dnes se s lasery setkáváme téměř všude ? ve zdravotnictví, potravinářství, stavebnictví a logicky i ve strojírenství. Velice často se lasery uplatňují v procesech zpracování a obrábění materiálů jako výrobní nástroje. Oblibu si získaly díky svým schopnostem rychlého procesu obrábění, minimální hlučnosti, vysoké flexibilitě, minimálnímu tepelnému ovlivnění okolního materiálu a dalším.

Japonská laserová řezací centra

Společnost Mitsubishi má ve svém výrobním programu mimo jiné celou řadu laserových řezacích center vycházejících především z návrhů a požadavků zákazníků, s pracovními stoly až do 2 500 x 6 000 mm, s automatickou výměnou materiálu, skladováním plechů, řezáním trubek a dutých profilů, 3D řezáním atd. V současné době je používáno ve výrobě po celém světě více než 12 000 laserových řezacích center této značky.

Termovizní kontrola svarových spojů

Svařování je průřezový obor, jehož postupy se používají prakticky ve všech oblastech průmyslu a služeb. Termografická kontrola je moderní, produktivní způsob hodnocení kvality, který perspektivně může za určitých okolností v budoucnosti nahradit standardní NDT metody zkoušení a může se stát jejich alternativou s vyššími užitnými vlastnostmi. Pomocí speciálního SW bude možné např. u svarových spojů přibližně určit i mechanické a strukturní vlastnosti tepelně ovlivněné oblasti základních materiálů.

Svařitelnost ocelí pro automobilové karoserie

V ČR je robotizace svařovacího procesu nejvíce zastoupena v automobilovém průmyslu. Se sériovou výrobou samonosných karoserií vyvstal problém spojování ocelových plechových výlisků. Příspěvek proto mapuje základní ocelové materiály používané při stavbě karoserií a jejich svařitelnost.

Požadavky na kvalifikaci svářečských inspektorů

Mezinárodní svářečský inspektor (IWI) je kvalifikace svářečského dozoru se zaměřením na nejdůležitější úlohu procesu svařování – ověřování shody s požadavky zákazníka, státních a mezinárodních předpisů a nařízení. Kvalifikace IWI výrazně rozšiřuje znalosti svářečského dozoru, jako např. IWE/IWT, ale přesto zůstává odborné veřejnosti často neznámá. Tento článek si klade za cíl seznámit veřejnost s uvedenou kvalifikací, vysvětlit její úlohu a také upozornit na blížící se změny, které mohou uchazečům její získání výrazně zkomplikovat.

Rozdíl je v oblouku

Nová Lorch série S je připravena na všechny eventuality při pulzním svařování MIG/MAG – mimo jiné umožňuje svářeči nastavit zdroj podle svých individuálních potřeb. Svářeč tak má oblouk trvale plně pod kontrolou a může ocel, nerez, hliník a také CuSi svařovat s velmi malým rozstřikem a s optimální kontrolou tavné lázně. Zaručenou kvalitu poskytují výkonné procesy XT a Speed, optimalizovaná koncepce ovládání, individuální konfigurovatelnost zdroje pro všechny oblasti použití v průmyslu a řemeslech.

Vybrané aspekty svařování vysokopevnostních ocelí

Společnost Strojírny Prostějov, a. s. se specializuje na výrobu technologicky náročných svařovaných ocelových konstrukcí a svařovaných dílců pro obráběcí, stavební a dopravní stroje a zařízení pro těžbu surovin. Více jak 95% zdejší produkce představují zakázky pro německý, švýcarský a švédský trh.

Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit