Témata
Reklama

Laserová technika a automatizace šetří čas i náklady

Výrobky musí být často obrobeny, označeny logem nebo opatřeny popisem. K tomu se pou-žívají automatizované laserové výrobní systémy. Mnohostrannost použití laserů skýtá spolu s automatizací procesu obrábění a montáže velké výhody nejen ve velkosériové výrobě.

ˇUčelné použití laserové techniky začíná při volbě laseru (zdroje záření) a optického systému laserového stroje vhodných pro obrobení dané součásti. Rozhodující roli zde hrají výkon, vlnová délka záření laseru, možnost přivedení paprsku do místa obrábění a schopnost jeho zaostření.

Pro mikroobrábění (viz obr. 1), řezání a popisování kovů a mnoha plastů se používají pře-vážně vláknové lasery, které mají výbornou kvalitu záření a velkou životnost.

Reklama
Reklama
Obr. 1. Výbrus drážek jako příklad použití vláknového laseru. Drážky byly vyrobeny čtyřmi průchody paprsku laseru.

CO2 laser se hodí pro obrábění organických materiálů

Pro obrábění se používají také CO2 lasery, které jsou vhodné především pro opracování a popisování organických materiálů, jako je dřevo, papír, lepenka a textil.
U obou uvedených typů laserů je paprsek nasměrován do pracovní roviny (X, Y) pomocí skeneru, fokusačním systémem je paprsek zaostřen do stopy paprsku na obrobku. Velikost stopy je několik mikrometrů, čímž se dosahuje na povrchu obrobku vysoké hustoty energie, potřebné pro opracování materiálu.


Obr. 2. Funkční schéma uspořádání laserového stroje pro opracování obrobku ze dvou stran současně
Popis:
Zuführung – podávání výrobků
Artikel – výrobek
Drehtisch – otočný stůl
Partielle Einhausung – schéma části stroje
Scanner 1 - skener 1
Spiegel – zrcadlo
Artikel – výrobek
Scanner 2 - skener 2
Strahlteiler – dělič paprsku
Laser – laser

Velikost hustoty energie může být řízena také volbou pracovní rychlosti, kterou se pohybuje paprsek laseru. Úběr materiálu ve směru osy Z (směr působení paprsku laseru) může být regulován počtem opakování průchodů paprsku laseru v rovině (X, Y). Pro opracování ob-robku z více stran je možné paprsek laseru rozdělit a přivést na různá pracoviště (obr. 2). Přitom mohou být na každém pracovišti použity různé pracovní podmínky (tj. výkon laseru, pracovní rychlost atd.).
Podle volby pracovních parametrů lze dosáhnout vyrobení velmi jemné struktury v rozsahu mikrometrů, ale je také možné obrábět do podstatně větších hloubek – až do jednoho mili-metru.

Značení výrobků hraje v průmyslu stále větší roli

Konkrétní použití laseru pro popis je např. značení výrobku logem firmy, schématem zapojení elektrických obvodů apod. Rozsáhlou oblastí je popisování výrobků číslem výrobní série, barkódem nebo 2D-Dot maticí (obr. 3). Tato označení hrají v současném průmyslu velkou roli, zejména při reklamaci vadného výrobku. Laserem je možné popisovat plochy rovinné, zaoblené a prostorové. Podle přání může laser vytvořit popis do hloubky, nebo pouze na po-vrchu.

Obr. 3. Příklady DOT matice používané pro identifikaci výrobků

Flexibilita laserů je závislá také na použitém softwaru. Moderní, počítačem řízené laserové stroje mají možnost provádět různé operace v závislosti na druhu výrobku. Další důležitou částí automatizovaného laserového stroje je systém řízení podávání obrobků a komunikace tohoto řídicího systému s hlavním řídicím systémem stroje.

Automatizace a manipulace s výrobky

Výrobky jsou do laserového stroje podávány různými způsoby:
- pomocí ergonomicky upravených jednotlivých pracovišť, kde se výrobky do stroje vkládají ručně;
- pomocí robotizovaných automatizovaných pracovišť;
- pomocí speciálních automatických podavačů a manipulátorů.

Všechna uvedená řešení podávání obrobků do laserového stroje musejí splňovat bezpeč-nostní normy, jimiž se musí výrobce řídit. Zejména je důležité zamezit úniku paprsku laseru do okolí, mimo pracovní prostor laseru.
Ergonomicky upravená pracoviště existují ve dvou provedeních:
- kabina bezpečnostní třídy 1 a dveře, které nelze otevřít, když laser pracuje (A);
- obrábění částečně ve třídě bezpečnosti 1 (B).

Provedení podle varianty A se volí vždy při často se měnících obrobcích a při malosériové výrobě. Tak se dosáhne krátkých výrobních časů a ochrana před zářením laseru je vzhledem k nemožnosti spuštění laseru vždy zajištěna.
Varianta B je většinou ergonomicky příznivá pro obsluhu, ale vyžaduje mechanismus pro vkládání obrobků do stroje, např. otočný stůl nebo posuvný mechanismus. Pracovní místa mohou být operativně přestavěna a hodí se proto pro rozmanité součásti. Proces podávání obrobků lze částečně automatizovat pomocí zásobníků.

Robotizovaná automatizovaná pracoviště

Použití robotu je vhodné, když je přísun obrobků plně automatizován. Robot zaručuje plynulou výrobu, navíc může pracovat i v nepříznivém prostření, např. v horku nebo v zimě.

Pro automatizovaný přívod obrobků musíme laserový stroj integrovat do sledu strojů tak, aby výroba probíhala plynule. Není-li to možné, je dané řešení nevhodné. V řadě případů lze použít pro dopravu obrobků vibrační dopravník s třídičem a následně pak pásový dopravník. Toto uspořádání není vhodné pro velké nebo hmotné výrobky a pro výrobky křehké. V tomto případě je nutné volit speciální řešení.

Často je účelné spojit obrábění laserem s dalšími technologiemi obrábění a s automatizací montáže – zde se používají montážní automaty. Pro cenově příznivé a ve vysoké kvalitě provedené obrábění musí být obrobky přiváděny plynule a v souladu s taktem montážních automatů. Při použití otočného stolu je možné provádět i několik operací současně. Moderní montážní automaty dosahují pracovního taktu až 200 min-1.

Kombinované podávací moduly umožňují vyrábět v krátkém taktu

Třídění a plynulé podávání výrobků je zajišťováno podavači a montážními přípravky. Kombi-nované podávací moduly firmy Maul zaručují vysoké, dosud nedosažitelné krátké takty. Rychle pracující montážní automaty a kombinované podávací moduly jsou přihlášeny k patentování.

Hans Wilhelm, Hans-Erich Maul

Zdroj: MM Das Industriemagazin 37/2011

Zpracoval -VŘ-

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 120311
Datum: 13. 03. 2012
Rubrika: Trendy / Automatizace
Autor:
Firmy
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Současný vývoj v oblasti svařování

Svařování, resp. spojování materiálů je v podstatě průřezová skupina technologií, která ovlivňuje prakticky všechny průmyslové obory. Některé obory by bez svařování a dalších způsobů spojování materiálů dnes již nemohly vůbec existovat, např. výroba automobilů, výroba konstrukcí ve stavebnictví a řady strojírenských složitých výrobků, včetně energetických zařízení.

Moderní výukové systémy a laboratoře

O školství se traduje, že je velmi rigidní a rychlý rozvoj nových technologií lze jen velmi obtížně promítnout do současné výuky. Vše je ale nakonec hlavně o lidech. Jak se se současnými trendy v oblasti spojování materiálů vypořádává výuka na Ústavu strojírenské technologie na Fakultě strojní na ČVUT v Praze, a ne jen na to, jsme se ptali vedoucího tohoto ústavu docenta Ladislava Kolaříka.

Související články
Komodita Machine Tool je japonskou jistotou. Jak dlouho?

Japonsko. U Evropana tato destinace stále vyvolává pocit neznáma a určitého tajemna. Je to země kruté historie ovlivněné přímo i nepřímo lidskými rozhodnutími, jenž zanechaly v celé řadě generací znatelný šrám projevující se uzavřeností a prvotní osobní nedůvěřivostí a i určité váhavosti projevující se například z obavy ze sdělení negativního názoru spoluřečníkovi, aby se případně necítil uražen. V komunitě Japonců jste pokaždé udivováni obrovskou vzájemnou úctou a respektem. Budiž jejich chování vzorem pro ostatní národy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zerobot - efektivní způsob automatizace

V minulém příspěvku (www.mmspektrum.com/180112) jsme popsali tzv. nulový bod upínání (Zero point systém). Ukazuje se, že při dnešních trendech, kdy automatizace a zejména pak robotizace opět zažívají velkou renesanci, je výhodné spojit Zero point systém a robot. O trendech takového spojení pojednává tento příspěvek.

Novinky reagují na vývoj průmyslové výroby

„Korporace Hiwin Technologies reaguje na změny v průmyslovém odvětví a vstupuje do období Industry 4.0. Základním projevem nového období je nástup robotizace,“ vysvětluje Ing. Pavel Cach, výkonný ředitel společnosti Hiwin, s. r. o.

Automatizovaná svařovací technika v Číně

Zvyšující se nároky na produktivitu a kvalitu při současně rostoucích mzdových nákladech a nedostatku kvalitních odborných pracovníků staví také čínské průmyslové společnosti před nové výzvy. Výrobce vybavení porubů v těžením průmyslu Zhengzhou Coal Mining Machinery Group proto v posledních pěti letech uvedl do provozu dvacet pět automatických svařovacích zařízení. Do budoucna bude v investicích pokračovat.

Průmyslová automatizace pro výrobní linky

Bez automatizace řídicích systémů si dnešní průmysl už nelze představit. Inovativní řídicí systémy pomáhají firmám získávat nové zakázky a posunují je krok před konkurenci. V automobilovém průmyslu platí toto rčení dvojnásobně.

Robot - pomocník s lidskou tváří

Následující tři dílčí články představují roboty v rozličných uplatnění a to nejen v rámci výroby v automatizovaném proces, jak jsme byli doposud zvyklí.. Ještě v době nedávno minulé pohled na robot v podobě lidské bytosti byl záležitostí science fiction, nyní se stává běžnou realitou.

Novinky na veletrhu Amper 2013

Společnost Siemens se zúčastní 21. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky a elektroniky Amper, který se uskuteční od 19. do 22. března letošního roku na veletržním výstavišti v Brně.

Novinky na veletrhu Amper 2012

Společnost Siemens se zúčastní 20. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky, elektroniky, automatizace a komunikace Amper, který se uskuteční od 20. do 23 března letošního roku na veletržním výstavišti v Brně.

Automatizace bez zbytečných limitů

Většinou jsou uváděny desítky technických "nej", kterými dodavatelé argumentují, proč zvolit právě jejich programovatelný automat (PLC) pro řízení aktuálního projektu.

Revoluce v rychlosti a flexibilitě

Fanuc před nějakým časem doplnil svoji širokou řadu robotů také o roboty s paralelní kinematikou. Na předváděcím dni skvěle představil Fanuc své roboty přímo v akci.

Automatizace není odpovědí na všechny otázky

Primárním cílem zavádění automatizace a robotizace je nejen zajistit více času, jak jsme si řekli v minulém díle, ale jejím účelem je také usnadnit lidstvu složité a zdraví škodlivé úkoly. Automatizace se nasazuje v oblastech stereotypní a nebezpečné práce. Motivací firem může být i škálovatelnost, maximalizace zisku a v neposlední řadě nižší počet lidských selhání. Tento díl našeho seriálu Fenomén automatizace se zamýšlí nad tím, proč, kde a jak automatizovat, a dalšími otázkami.

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