Řezání vodním paprskem zrychluje výrobu letadel

Firma M&D Flugzeugbau byla založena v roce 1995 a vzhledem k dlouhodobým zkuše-nostem z výroby letadel má jako jedna z mála certifikát EASA pro výrobu, opravu a vývoj le-tadel. Kromě oblasti letectví je M&D také významným partnerem pro průmysl. Vyrábí sério-vě mnoho součástí i pro větrnou energii. Tým okolo sta pracovníků využívá v oblasti kon-strukce prototypů, součástí z plastů plněných vlákny, modelů a forem i lakoven svoje know-how a při výrobě pak nejpokrokovější výrobní metody.

Firma Resato International z Holandska s Niederlassung v Haanu je předním výrobcem v oblasti vysokotlaké techniky a zařízení pro řezání vodním paprskem. Resato vyrábí součásti pro vysokotlakou techniku, včetně samotných zařízení pracujících s tlakem až 14 000 bar, a je se svými dvacetiletými zkušenostmi kompetentním partnerem pro vývoj, výrobu a použití spolehlivých vysokotlakých systémů. Základ pro neobyčejnou kvalitu svých výrobků vidí Re-sato zejména ve vlastním vývoji a výrobě.

Zařízení pro řezání vodním paprskem typu ACM 3040 od firmy Resato má rozsah ob-lasti řezání 3 000 x 4 000 mm. Stroje jsou sériově dodávány s osami X a Y, ovládanými lineárními motory, a dodatečně byly vybaveny 2,5D řezací hlavou a systémem pro odkalování. Další zvláštností je možnost dílčího snižování pracovního stolu. U M&D je tak možné umístit na pracovní stůl součást vysokou až 300 mm a řezat materiál o síle 200 mm. Resato vyvinulo modulární konstrukci, která umožňuje M&D sestavit vždy a bez velkých časových ztrát optimální koncepci zařízení. Například by bylo možné doplnit zařízení během čtyř hodin druhou programovatelnou řezací hlavou.

Jestliže dříve bylo nepřípustné pohybovat stolem během řezání, je nyní díky použití Flex-Zone toto v kontrolovaném prostoru řezání možné. Pro firmu M&D je to velká výhoda. Pomocí Flex-Zone nyní lze položit na pracovní stůl větší výrobky, zatímco stroj dále vyrábí. Prostoje stroje jsou tak sníženy na minimum. Dále to umožňuje optimalizovat výrobu, což znamená maximální rentabilitu. Získané volné kapacity umožňují M&D vyrábět pro externí zákazníky ve vysoké kvalitě při příznivých cenách.
Protože při řezání vodním paprskem nevzniká žádné teplo, kouř ani jedovaté páry, je přirozeně často přáním uživatelů, aby stroje pracovaly hodiny nebo dokonce dny v bezobslužném provoze. Pro zákazníky s dlouhými programy řezání vyvinula firma Resato systém EMS (systém elektronického hlídání procesu řezání), který je dodáván s každým zaří-zením. Tento přehledný EMS systém hlídá celý proces řezání od řezací hlavy až po čerpadlo:

• zelená oblast – proces probíhá v pořádku;
• žlutá oblast – pozor! Proces kontroluje, zda v požadované délce řezání je možné řezat bez obsluhy;
• červená oblast – nastal problém! Stroj automaticky vypne všechny komponenty. Obro-bek je nepoškozen. Stroj je odpojen od přívodu elektrického proudu i přívodu vody.

Speciálně pro řezání úkosů a korekci úhlových chyb plochy řezu vyvinula firma Resato před pěti lety pětiosou 2,5D řezací hlavu, čímž se dosáhlo dvou cílů: zaprvé příjemné obsluhy zařízení a zadruhé podstatného zlepšení kvality řezu. Výsledek tohoto vývoje lze spatřovat v následujícím: ve srovnání s výrobky obdobných renomovaných výrobců zařízení Waterjet je systém řezací hlavy 2,5D firmy Resato jediný svého druhu.

Při vysokých rychlostech řezání a ve spojení s určitým druhem a tloušťkou materiálu může nastat takzvaný Taper-Effect (úhlová chyba). Při něm není dodržena požadovaná kol-most řezu. Tato úhlová chyba může být kompenzována použitím 2,5D řezací hlavy.

Pro dosažení požadovaných výsledků řezání vyvinula v roce 2006 firma Resato vedle konvenční řezací hlavy také řezací hlavu C3 (zvanou také dynamické řezání). Dobré výsledky řezání však byly pro samotnou firmu Resato, jakož i pro kritické uživatele ještě ne zcela do-stačující, ačkoli dříve mnohá zařízení s nimi pracovala. Správný vývoj by měl směřovat tam, abychom mohli automaticky korigovat materiál všech tlouštěk, rohy a úhly. Toho dosáhla firma Resato kombinací automatické „úhlové řezací hlavy“ a vhodného softwaru. Vlastní získané zkušenosti s korekcí úhlové chyby byly vloženy do použitého softwaru.

Řezací hlava 2,5D je systém s pěti řízenými osami, který je opatřen firmou vyvinutým motorem s dutou hřídelí. Při montáži byla použita technologie lepeného spoje. Automatická 2,5D řezací hlava umožňuje podle druhu a tvaru materiálu úhel sklopení od 0° až 55°. Nato-čení řezací hlavy v rozsahu –360° až +360° umožňuje otočit řezací hlavu dvakrát kolem své osy a přitom použít k řezání téměř každý úhel, aniž by bylo nutné stroj nově zapínat nebo seřizovat.

Odstraněním rušivých přechodů se dosáhlo vysoké kvality řezu. Vzdálenost mezi řezací hlavou a řezaným materiálem je měřena digitálně a eventuální rozdíly jsou kontinuálně kori-govány. Tak nemohou vzniknout žádné nepřesnosti způsobené případnými rozdíly ve výšce nebo tloušťce řezaného materiálu. Rozhodnutí pro přímý lineární pohon má následující výhody:

• malé náklady na údržbu z důvodu bezúdržbových a neopotřebovávajících se pohyblivých částí podle non-contact principle – bezkontaktního principu;
• přesnost polohování a opakovanou přesnost v osách X a Y ±50 µm (při 20 °C) po celé dél-ce zařízení;
• lepší výkon řezání a kvalitu řezu z důvodu možnosti rychlé změny rychlosti řezání;
• programovatelnou rychlost řezání, měnitelnou po stupních od velmi pomalé až do velmi rychlé.

Firma Resato vyvinula celé zařízení sama, což jí umožnilo optimálně sestavit použité komponenty. Čerpadlo je digitálně řízeno pomocí HMI pultu obsluhy (Human Maschine In-terface).

K inteligentnímu ACM – zařízení pro řezání vodním paprskem od firmy Resato – patří samozřejmě také náročný software. Inteligentní software přezkoumává mnoho různých fak-torů a radí obsluze již předtím, než provádí vlastní řízení. Další výhodou použitého softwaru je stanovení správných parametrů pro řezací hlavu. To umožňuje dokonce programovat více řezacích hlav, což je výhodné, např. je-li k dispozici pouze jedna řezací hlava a na druhé řeza-cí hlavě se provádí údržba. Nejvýznamnější výhody jsou následující:

• vyšší kvalita řezu v rozsahu 2D a 2,5D;
• až o 30 % menší spotřeba abraziva;
• vyšší trvanlivost při zvýšeném pracovním tlaku;
• bezpečnější bezobslužný provoz;
• malá spotřeba elektrického proudu vzhledem k použitým lineárním pohonům a řízení činnosti čerpadla;
• přesnost polohování a opakovatelná přesnost je ± 50 µm (při 20°C) po celé délce pra-covního stolu stroje;
• žádné sdružování tolerancí;
• zmenšené nálady na údržbu;
• lepší pozice uživatelů na trhu vzhledem k nízkým provozním nákladům.
Nastanou-li nějaké problémy, je možné na obrazovce provést rozbor chyb. Kromě toho jsou stroje vybaveny zařízením pro dálkovou diagnostiku sloužícím jak pro obsluhu, tak pro školení.

Resato vynakládá mnoho času na školení uživatelů o údržbě a provozu zařízení. Podle zkušeností z praxe se tak podstatně zkrátí doba zaškolování obsluhy. Každý uživatel má také možnost využít volný přístup na „Roseto – Universität“. Na adrese wiki.resato.com je možné vyhledat požadované informace, včetně informace o prováděných školeních. Celou nabídku informací doplňují instruktážní filmy.

Firma Resato dosáhla na světovém trhu úspěchu především tím, že je v pozici, kdy mů-že nabídnout na klíč kompletní a pokrokový systém. Modulární konstrukce zařízení pro řezání vodním paprskem od firmy Resato umožňuje zákazníkům doplnit výbavu stroje i později. V první řadě to poskytuje výhodu nižších pořizovacích nákladů a dále možnost rychle reago-vat na případnou změnu trhu.

Matthias Bühler, zpracoval: J. Řasa

Zdroj: Das Industriemagazin, č. 38, 2015

Ing. Jaroslav Řasa

jar.rasa@seznam.cz