Výkonné CNC lasery

Vláknové lasery Kimla, postavené v polské Čenstochové, jsou považovány za nejrychlejší na trhu, a to především díky inovacím, které zavedl zakladatel a majitel společnosti Przemysław Kimla. Pan Kimla, který byl už jako dítě fascinován elektronikou, založil společnost nesoucí jeho jméno již před více než 25 lety, v podstatě ihned po absolvování vysoké školy polytechnické. Zpočátku navrhoval a vyráběl vlastní CNC systém a CNC software pro stroje vyrábějící desky plošných spojů. Brzy si však uvědomil, že jeho nové řízení by mohlo být použito i pro jiné výrobní stroje, jako jsou frézky, vodní paprsek, routery a lasery.

Nyní má polský výrobce více než 200 zaměstnanců, kteří vyrábějí širokou škálu zařízení používaných v řadě aplikací, např. v řezání a frézování kovů, jakož i ve zpracování kůže, dřeva, kompozitů i zubních implantátů. Kromě vláknových laserů lze jméno Kimla vidět i na řadě obráběcích CNC strojů, pětiosých portálových frézkách, plochých frézkách, vodním paprsku a gravírovačkách. Sortiment strojů se stále rozšiřuje a společnost úspěšně nainstalovala více než 3 500 strojů ve všech koutech světa.

V posledních letech společnost učinila největší pokrok ve své technologii laserového řezání. Pan Kimla si uvědomil, že jeho rychlé CNC stroje propojené s novým vláknovým laserem by mohly mít velký dopad na trh. Ovládací systém stroje používá to, co je popsáno jako „dynamická vektorová analýza“ (DVA); to znamená, že ovládací systém může dosáhnout extrémně vysokých rychlostí (dokáže zpracovat 15 000 řádků G-kódu za sekundu), čímž je umožněn přesný pohyb podél os rychlostí 5 m.s^-1 a zrychlení až 6G.

Stroje také používají lineární motorové pohony vyvinuté společností Kimla, které umožňují hladký provoz, vysokou účinnost a extrémní přesnost. Téměř všechny komponenty ve strojích Kimla jsou vyráběny interně – jedinou výjimkou je samotný laserový zdroj, který dodává společnost IPG Photonics. Přestože společnost pana Kimly nejprve začala vyrábět routery a frézky s jeho CNC řízením, nástup účinnější vláknové laserové technologie ve srovnání s tradičními CO₂ lasery byl příležitostí k úplné transformaci laserů od základů. V Kimle se vrátili zpátky k vývoji a vyvinuli řídicí systém, který dokáže potenciál této technologie naplno využít. Vláknový laser může řezat desetkrát rychleji než frézka, takže by bylo neprozíravé nepoužívat řídicí systém, který je schopen těchto rychlostí dosáhnout. Jiní výrobci plýtvali výhodami vláknové technologie tím, že ji párovali se staršími řídicími systémy.

Na každý aspekt návrhu a konstrukce strojů Kimla dohlíží zakladatel společnosti a její konstrukční tým. Pohyblivé části jsou namontovány na svařovaném, vysoce tuhém monolitickém těle. Lineární vodicí plochy každého z těchto těles nebo rámů jsou pak přesně frézovány na jednom z největších frézovacích strojů v Evropě.

Pohony řezací hlavy a ovládací prvky pohybu jsou navíc tvořeny komponenty inspirovanými leteckým průmyslem, které mají snížit hmotnost a umožnit rychlejší dynamiku při pohybu po stole.

Každý, kdo továrnu Kimla navštíví, musí být ohromen komplexním přístupem společnosti k jejímu inženýrství. Konstrukce, elektronika, obrábění, povlakování, montáž a testování jsou prováděny pod jednou střechou a společnost věří, že je to také nejlepší prodejní místo. Přímo v továrně je možné demonstrovat hlavní faktory, které musí zákazník před nákupem laserového stroje zvážit. Společnost Kimla vyrábí nejefektivnější lasery, stroje jsou dobře zkonstruované a spolehlivé, je možné je pořídit za konkurenceschopné ceny a v neposlední řadě mají i bezesporu nejnižší provozní náklady.

Společnost zdůrazňuje, že ačkoli lasery jsou poměrně složité stroje a mohou vykazovat poruchy, stroje Kimla jsou velmi ekonomické, pokud jde o servis a podporu. Vývojáři také implementovali novou technologii konceptu Průmysl 4.0, která umožňuje preventivní údržbu a vzdálenou podporu stroje.

Lasery jsou jedním z nejkomplikovanějších CNC strojů ve výrobě. Frézka, poháněná svými motory, pracuje relativně jednoduše podél dráhy nástroje, ale laser musí řídit a synchronizovat modulaci paprsku, ohnisko, vzdálenost, rychlost a směr, kterým se pracovní hlava pohybuje, poměr plynu a charakteristiky průbojnosti. Pokud je pouze jeden z těchto faktorů nesprávný, laser přestane řezat.

Firma Kimla vyvinula také vlastní, spolehlivější řezací hlavu. Jsou v ní začleněné senzory a metrologická zařízení, které poskytují informace o stavu řezací hlavy. Systém monitoruje teplotu a malá infračervená kamera neustále kontroluje povrch laserové čočky, protože stačí jen malá částice, aby se čočka přehřála a zničila optiku.

Tyto systémy je možné propojit s internetem, takže stroje mohou být monitorovány na dálku a servisní podpora může zákazníkovi na dálku poradit, jak případnou poruchu odstranit.

„Ačkoli trendem je vyrábět lasery se stále výkonnějšími zdroji energie, extra výkon se ne vždy vyplatí,“ tvrdí pan Kimla. Existuje rovnováha mezi objemem výroby, tloušťkou a typem materiálu, který uživatel řeže, a dodatečnými investicemi, průběžnými náklady a návratností investic, které je třeba na výkonnější laser vynaložit.

U velmi tenkého plechu změna výkonu prakticky nezpůsobí velké rozdíly. Nejdůležitějším faktorem je účinnost stroje. Pro silnější materiály je důležitý výkon, avšak může být nákladově efektivnější investovat spíše do dvou strojů o výkonu 6 kW než do jednoho stroje o výkonu 12 kW, pokud řežete materiál hlavně v rozsahu 6–10 mm.

Řídicí systém strojů Kimla je navržen tak, že obsahuje všechny moduly CAD/CAM/Nesting a CNC potřebné k řezání i zpracování cenových kalkulací, takže můžete navrhovat, upravovat a vnořovat díly určené k řezání a vypočítat řeznou rychlost a přesné množství dusíku, kyslíku nebo energie, které budete používat. Můžete zadat řezaný materiál, velikost dávky a tloušťku. To vše lze shromáždit a jednoduše pak vypočítat náklady na výrobu jednotlivých dílů.

Když lasery Kimla jedou naplno, určitě vypadají působivě, ale společnost neusnula na vavřínech a stále pracuje na tom, aby její řezání plechu bylo ještě produktivnější. Ke strojům lze také přidat automatizované nakládací a vykládací systémy Kimla. Pro stručnou charakteristiku srdce podniku a étosu zakladatele se nejlépe hodí termín „neustálé zlepšování“.

Motivací pana Kimly a jeho týmu je neustále zvažovat, jaká je nejlepší nová součást pro stroje a jak zvýšit jejich výkonnost. Je třeba implementovat technologie, které učiní stroje lepšími, než byly předtím, a lepšími oproti konkurentům. Hlavním cílem je neustále inovovat a zlepšovat se.