Выбор установок для резки металла (часть 2)

Классификация машин термической резки по ГОСТ

Стационарные и переносные машины

Основная концепция комплекса определяется типом резки и типом конструктивного исполнения. По типу конструктивного исполнения в соответствии с ГОСТ 17584 (ГОСТ 561474) «Машины для термической резки металлов. Типы, основные параметры и размеры» машины разделяются на стационарные и переносные.

Разделение логичное. Стационарные машины — для цехового использования, где важна производительность и точность. Переносные — для выездных работ, монтажа на месте. У каждого типа своя ниша.

Типы стационарных машин

Так как в наших статьях речь идет о стационарных машинах, то они, в свою очередь, делятся на портальные, портально-консольные и шарнирные.

Три типа — три разных подхода к организации рабочего пространства. Портальные — самые распространенные. Портально-консольные — компромисс между размером и точностью. Шарнирные — устаревающий тип.

Шарнирные машины уходят в прошлое

С широким развитием программного управления машины, работающие по шаблону (так называемые шарнирные машины), все более и более уходят в прошлое. Почему?

Шаблонная резка — это вчерашний день. Ограниченная точность, низкая гибкость, сложность переналадки. ЧПУ дало возможность резать что угодно без физических шаблонов. Прогресс не остановить.

Портальные машины: конструкция и преимущества

Принцип работы портальной системы

Как показывает практика закупок последнего десятилетия, наиболее распространенными являются машины портального типа. Название свое эти машины получили от конструктивного исполнения – суппорт с резаком перемещается по оси Y по порталу, который, имея вид буквы «П» и опираясь двумя боковыми консолями на рельсовый путь, передвигается по этому пути (по оси Х).

Простая, но гениальная кинематика. Портал движется по одной оси, суппорт — по другой. Две степени свободы — и резак может оказаться в любой точке листа. Классика машиностроения.

Синхронный привод и точность

В портальных машинах для передвижения всего портала (по оси Х) используется, в основном, синхронная передача момента на обе консоли портала, что в купе с использованием высокоточных направляющих рельсового пути предотвращает перекос портала и, как следствие, повышает точность и надежность машины в целом.

Перекос портала — это кошмар для оператора. Если одна сторона отстает или опережает, точность резки летит к чертям. Синхронный привод решает эту проблему. Обе стороны движутся синхронно, портал остается перпендикулярным рельсам.

Именно поэтому такие машины наиболее надежны и дают минимальные погрешности при обработке металла.

Моноблочные и классические портальные комплексы

Эволюция конструкций

Но, по нашему мнению, можно также дополнить классификацию конструктивного исполнения. Это вызвано тем, что в последнее время появились машины разных габаритов, для разных размеров листа, и все больше на рынке представлены малогабаритные комплексы для раскроя листового металла с размерами листа 1250×2500 мм или 1500×3000 мм.

Рынок меняется. Не всем нужны гигантские станки на 6×12 метров. Многие работают со стандартными листами 1250×2500 или 1500×3000 мм. Для них создали компактные решения.

Моноблочная конструкция

Эти малогабаритные комплексы в основном выполнены как единый конструктив, моноблок, объединяющий в себе рельсовый путь с порталом, столешницу для укладки листа и систему удаления продуктов сгорания.

Моноблок — это удобно. Всё в одном корпусе. Не нужно отдельно монтировать рельсы, отдельно ставить стол. Привезли, установили, подключили — и работает. Идеально для небольших производств.

Классические портальные системы

Поэтому наша компания и разделяет машины термической резки металла дополнительно на моноблочные и классические портальные, которые имеют конструктивно разделенные рельсовый путь и столешницу для укладки листа.

Классика — это когда рельсовый путь и столешница разделены. Такая схема позволяет:

• ✔️ Делать машины любого размера
• ✔️ Модернизировать отдельные узлы
• ✔️ Ремонтировать без полной остановки
• ✔️ Масштабировать производство

Примеры оборудования

Классическим представителем моноблочного семейства таких машин можно считать комплекс раскроя листового металла «Юпитер 1 П.х.П.1,5.12.1.561474», выпускаемый ООО «Машиностроительная компания «НЕВА», а классическим представителем портального рельсового семейства – комплекс раскроя листового металла «Юпитер 1 П.х.П.2.12.1.561474».

Типы резки: кислородная, плазменная и лазерная

Сравнение методов резки

По типу резки ГОСТ разделяет машины на кислородные, лазерные и плазменные. Конечно, лазерный раскрой листа более точен, чем два других и дает минимум облоя (грата), но оборудование стоит существенно дороже, чем при использовании двух других типов резки.

Лазер — это премиум-сегмент. Точность высочайшая, кромка чистая, грата минимум. Но цена... Лазерный комплекс стоит в разы дороже плазменного или газового. Не каждый может позволить.

Ограничения лазерной резки

В основном лазерная резка используется для раскроя тонколистового металла, редко толщиной свыше 10 мм. При этом качество реза при увеличении толщины металла существенно падает.

Почему так? Мощность лазера ограничена. Тонкий металл режется быстро и чисто. Толстый — медленно, с потерей качества. Для толстых листов лазер экономически неэффективен.

Плазма и газ: где они выигрывают

Плазменная резка — золотая середина. Скорость высокая, толщины до 40-50 мм (а мощные установки и больше), качество приемлемое. Цена оборудования умеренная.

Газовая (кислородная) резка — для очень толстых металлов. 100 мм, 150 мм, даже 200 мм — не проблема. Скорость ниже, но зато какие толщины!

Преимущества комбинированных установок

Экономическая эффективность

Как мы уже писали в первой части нашей статьи, с экономической точки зрения наиболее эффективными являются комплексы с комбинированной резкой. То есть машина имеет два или три резака – плазменный и газовый, плазменный и лазерный или все три типа одновременно.

Комбинированная установка — это универсальный солдат. Сегодня режете тонкий лист лазером, завтра толстую плиту газом, послезавтра среднюю толщину плазмой. Один станок закрывает все задачи.

Оптимальное применение каждого метода

Плазменным резаком можно резать небольшие или средние толщины металлов, а газовым – большие толщины или вырезать заготовки с практически нулевым скосом кромки (плазменная резка дает некоторую конусность реза, которая зависит от силы тока, скорости резания, состояния пары «сопло-катод» и плазмообразующего газа).

Конусность реза — бич плазмы. У газа кромка вертикальная, у плазмы — под углом. Для некоторых деталей это критично. Поэтому газ незаменим, даже при наличии плазмы.

Лазерным резаком можно резать тонколистовой металл с высоким качеством реза.

Резервирование оборудования

Наличие двух и более типов резания спасает и от некоторых форсмажорных обстоятельств – в случае выхода из строя АПР или плазматрона, или лазерного излучателя, компания-покупатель сможет продолжать эксплуатировать комплекс раскроя листа с газовым резаком. То есть работа хоть и замедлится, но не остановится.

Это серьёзный аргумент. Простой станка — это убытки. Если сломался плазматрон, а заказов полно — газовая резка спасет ситуацию. Да, медленнее, да, не так точно, но работа идет.

Именно поэтому при выборе комплекса раскроя листового металла «Машиностроительная компания «НЕВА» настоятельно рекомендует своим покупателям более пристально приглядеться к широким возможностям комбинированных установок.

Точностные характеристики: мифы и реальность

Точность позиционирования против точности раскроя

При определении концепции комплекса мы также обращаем внимание покупателей на точностные характеристики комплексов. Заявленные многими производителями точностные характеристики, мягко говоря, грешат против истины. Когда речь идет о параметрах точности, то некоторые указывают точность раскроя ±0,1 миллиметра, тогда как речь должна идти о точности позиционирования резака, а не раскроя.

Вот это поворот! Производители пишут одно, а реальность — другая. Точность позиционирования — это насколько точно станок может подвести резак к точке. Точность раскроя — это насколько точно получилась деталь.

Разница огромная. Станок может идеально позиционировать резак, но сам процесс резки вносит свои погрешности.

Факторы, влияющие на точность

Дело в том, что только лазерный и гидроабразивный тип раскроя металла имеют минимальные флуктуации режущего луча (струи). Кислородная и плазменная резка в этом отношении более нестабильны и с великим трудом выдерживают точности более 0,5 миллиметра.

Почему? Лазер и вода — стабильные процессы. Луч не отклоняется, струя не колышется. Газ и плазма — процессы нестабильные. Пламя колышется, дуга гуляет, температура скачет. Отсюда погрешности.

Именно поэтому наиболее грамотным будет говорить о точности позиционировании резака, причем не просто плюс/минус доли миллиметра, а плюс/минус доли миллиметра на погонный метр резания.

Ведущие и ведомые каретки: принцип работы

Принцип работы системы кареток

Для того чтобы наиболее верно определиться с типом комбинированной машины, рассмотрим вопрос о количестве и виде кареток (суппортов).

Суппорта бывают ведущими и ведомыми. Что значит «ведущая» каретка и «ведомая»? Ведущая – то есть имеет самостоятельный привод по оси Y. Ведомые каретки такого привода не имеют, но снабжены устройством зацепления со стальной лентой или тросом.

Всё гениальное просто. Ведущая каретка едет сама, у нее свой мотор. Ведомая — цепляется к тросу или ленте и едет «на буксире». Экономия на приводе, но функциональность сохраняется.

Механика синхронизации

Трос (лента) закольцованы на портале в овал и по осям вала расположены ролики или шкивы. При этом трос (лента) жестко соединен с ведущей кареткой. Таким образом, если движется ведущая каретка, то движется и ведомая, при условии, что устройство зацепления ведомой каретки приведено в действие.

Если работает только одна каретка – ведущая, то сцепка ведомой каретки разомкнута и ведомая каретка находится в так называемой «парковочной» зоне.

Если есть необходимость работы ведомой каретки, то она зацепляется с тросом и передвигается за счет движения ведущей каретки.

Удобно? Безусловно. Можно работать одной кареткой, а вторую припарковать. Или задействовать обе для параллельной резки. Гибкость системы на высоте.

Оснащение кареток разными типами резки

В первой части нашей статьи мы писали о том, что наиболее сложный вопрос выбора установки раскроя листового металла связан с прогнозами работы самого предприятия, с общим объемом и структурой раскраиваемого на комплексе металла.

В зависимости от структуры толщин раскраиваемого металла и его вида на комбинированных машинах ведущую каретку (суппорт) оснащают плазменным или лазерным резаком, так как это наиболее скоростные инструменты. Соответственно, ведомую каретку оснащают газовым резаком.

Логика проста. Быстрые резаки (лазер, плазма) — на ведущую каретку, чтобы работать на максимальной скорости. Медленный газ — на ведомую, он никуда не торопится.

Рекомендации по оснащению комбинированных машин

Выбор оборудования по типу металла

Приведем некоторые рекомендации по оснащению комбинированных машин. Эти рекомендации основаны на многолетнем опыте и анализе тысяч заказов.

Таблица рекомендаций

Анализируя таблицу, видно: плазма — универсальный солдат. Она везде присутствует. Лазер — для тонких и цветных металлов. Газ — для толстых низколегированных сталей.

Интересно, что для толстых низколегированных металлов рекомендуют две газовые горелки. Почему? Потому что лазер и плазма здесь бессильны. Только газ берет такие толщины.

Типы столешниц: вытяжные и водоналивные

Водоналивные столешницы

При выборе классических портальных рельсовых машин необходимо также учитывать тип столешницы для укладки листа – вытяжной или водоналивной тип. Водоналивные столешницы используются только для плазменной резки и поэтому имеют существенные ограничения по применению.

Вода гасит искры, охлаждает лист, улавливает часть дыма. Для плазмы — отлично. Но для газа? Вода мешает, парит, создает проблемы. Для лазера? Тоже не вариант.

Вывод: водоналивная столешница — только для чистой плазмы. Если планируете комбинированную резку — забудьте про воду.

Вытяжные столешницы

Вытяжные столешницы наиболее универсальны, хотя и стоят существенно дороже. Например, вытяжные столешницы, построенные по аналогии со столешницами KEMPER®, стоят от 25 до 35 тысяч рублей за один квадратный метр полезной площади по сравнению с 13 – 18 тысячами рублей за один квадратный метр полезной площади водоналивной столешницы.

Разница в цене почти двукратная. Но вытяжная столешница работает со всеми типами резки. Водоналивная — только с плазмой.

Что выгоднее? Зависит от задач. Если только плазма — берите воду. Если комбинированная резка — только вытяжка.

Итоги выбора комплекса раскроя

Комплексный подход

Исходя из приведенных в наших статьях мнений и фактов, можно понять, что выбор комплекса раскроя листового металла не является простой задачей. В любом случае выбор определяется финансовым положением и технико-экономическими показателями Покупателя.

Не существует идеального станка для всех. Кому-то нужна скорость, кому-то точность, кому-то универсальность. Бюджет тоже разный. Один может позволить лазер за миллионы, другой считает каждую копейку.

Помощь в выборе

Одна из задач нашей компании — максимально облегчить Покупателю выбор комплекса раскроя листового металла, уменьшить количество ошибок при выборе и максимально повысить экономическую эффективность использования таких комплексов.

Надеемся, наши рекомендации помогут Вам в этом.

Правильный выбор — это когда станок закрывает 90% ваших задач, укладывается в бюджет и окупается за разумное время. Не гонитесь за топовыми характеристиками, если 80% ваших деталей — простые. Не экономьте на точности, если делаете прецизионные изделия.

Баланс — вот ключ к успеху.

А.В. Корнильцев
+7 (812) 6400851
+7 (812) 6400618
+7 (495) 6400618

email: info@mkneva.ru
http://www.mkneva.ru

"