Každý, ktorý sa venuje problematike pálenia na vláknových (fiber) laseroch, sa už určite stretol s pojmom zrýchlenie, ktoré je udávané v G-čkach. To si vysvetlovať samozrejme nemusíme. Ale ako je to s udávaním zrýchlenia u jednotlivých výrobcov strojov? Je G-čko ako G-čko ? Odpoveď je jednoduchá – nie je. Rád by som tu upriamil pozornosť práve na túto oblasť.
Keď istí nemenovaní výrobcovia píšu špecifikácie do katalógov, často narábajú s fyzikou a číslami veľmi kreatívne. V katalógu svieti impozantná hodnota zrýchlenia 3,0 G. Poviete si, to je 2-krát vyššia hodnota ako mi ponúka obchodník od konkurencie a za rovnakú cenu ak nie aj nižšiu. Je logické že, každý kto si kupuje stroj pozerá a porovnáva parametre aby si vybral čo najlepšie riešenie, technologické možnosti a kvalitu rezu pri čo najvýhodnejšej cene. Tak o čo ide?
Mnohí výrobcovia udávajú špičkové teoretické zrýchlenie tak, že spočítajú osi X a Y dohromady, čo je čistý marketing. V reálnom nasadení softvér, kvôli ochrane mechaniky stroja, zrýchlenie aj tak obmedzí na bezpečnejšie hodnoty.
Celé tajomstvo spočíva v dvoch rovinách: v matematickom triku so sčítaním osí a v rozdiele medzi teoretickým limitom motora a realitou na stroji.
Vysvetlím to podrobnejšie, pretože toto je jeden z najčastejších trikov, na ktorý nejeden záujemca pri výbere laserov (najmä z Ázie) naletí.
1. Matematický trik: synchrónne vs. simultánne zrýchlenie
Keď vidíte v katalógu napísané „Zrýchlenie: 2,8 G“, väčšinou si predstavíte, že rezacia hlava dokáže vystreliť dopredu/dozadu alebo do strán s týmto preťažením. Realita je však iná.
Stroj má dve hlavné osi: Os X (pohyb hlavy po portáli) a Os Y (pohyb celého masívneho portálu po dĺžke stroja).
- Skutočné (jednosmerné) zrýchlenie: Povedzme, že samotná os X dokáže zrýchliť na 1,4 G a os Y (keďže je ťažšia) dokáže zrýchliť tiež na 1,4 G. To sú reálne fyzikálne limity jednotlivých motorov a konštrukcie pre priamy pohyb (vľavo/vpravo alebo vpred/vzad).
- Marketingový trik (vektorové sčítanie): Výrobca v katalógu neuvedie zrýchlenie samostatných osí. Použije Pytagorovu vetu pre simultánny pohyb (keď idú obe osi naraz na plný výkon diagonálne pod uhlom 45°).
Matematicky to potom vypočíta ako výslednicu vektorov:
Výrobca teda bez hanby napíše do tabuľky 2,0 G, hoci pri akomkoľvek rovnom reze stroj nedokáže vyvinúť viac ako 1,4 G. Pri extrémnych číslach ako 2,8 G alebo 3,0 G je tento rozdiel ešte markantnejší. SONGU takto nepostupuje – ak napíše 1,4 G, myslí tým reálne zrýchlenie, ktoré dosiahnete v bežných osiach.
2. Teoretický limit motora vs. limit konštrukcie stroja
Predstavte si, že si kúpite špičkové servomotory (napríklad od japonskej Yaskawy alebo nemeckého Delta). V technickom liste tohto motora je napísané, že pri maximálnom prúde dokáže vyvinúť krútiaci moment, ktorý teoreticky roztlačí záťaž na 2,5 G.
„Špekulantský“ výrobca vezme toto číslo z tabuľky dodávateľa motora a skopíruje ho do katalógu celého laserového stroja. Ignoruje však fakt, že motor netlačí vzduch, ale tonový stroj.
Aby stroj reálne vydržal zrýchlenie 2,5 G, musel by mať:
- extrémne tuhý, ťažký, tepelne stabilizovaný a frézovaný rám (ktorý sám o sebe stojí desiatky tisíc eur),
- prevodovky s nulovou vôľou,
- špičkovo kalené hrebene a pastorky.
Ak by lacný (zväčša ázijský) laser s ľahkým zváraným rámom reálne pustil motory na 2,5 G, stalo by sa nasledovné:
- Zotrvačnosť a vibrácie: Pri každej zmene smeru by sa celý stroj rozkmital, laserový lúč by na plechu nevyrezal pekný kruh, ale šišku s roztrasenými okrajmi.
- Deštrukcia mechaniky: Ozubené hrebene a pastorky by sa premenili na piliny v priebehu niekoľkých mesiacov, pretože sila spätného rázu pri 2,5 G je enormná.
3. Ako zasahuje riadiaci softvér (Prečo vás stroj „nepustí“)
Aby sa stroj hneď v prvý týždeň nerozsypal, prichádza na rad softvérové obmedzenie v riadiacom systéme (PLC/CNC).
Výrobca síce predá stroj s nálepkou „2,5 G“, ale programátor v továrni priamo v riadiacom systéme (napr. CypCut / HypCut, čo sú najčastejšie čínske systémy) nastaví tzv. „Soft-limits“ (mäkké obmedzenia) a parametre znižovania zrýchlenia v rohoch (Acceleration/Deceleration curves).
Čo to znamená v praxi? Operátor na stroji zadá dielec na rezanie. V softvéri vidí, že všetko beží. Stroj však v skutočnosti kvôli ochrane vlastnej mechaniky a zachovaniu akej-takej presnosti reže so zrýchlením napríklad len 1,2 G. Operátor nemá ako reálne zmerať, či hlava práve zrýchľuje na 1,2 G alebo 2,2 G – vidí len výsledný čas rezania.
Až keď ten istý dielec pustí na stroji SONGU s deklarovaným (ale poctivým) zrýchlením 1,4 G, zistí, že tento čínsky ale poctivý stroj s “nižším” tabuľkovým zrýchlením skončil prácu o 20 % rýchlejšie ako čínsky stroj, ktorý mal na papieri 2,5 G. SONGU totiž tých 1,4 G využíva reálne a neustále, pretože jeho masívna mechanika a tuhý liatinový rám, tie rany bez problémov absorbujú.
SONGU nič nepredstiera. Udáva 1,4 G, pretože to je reálna, softvérovo neškrtená hodnota 1,4 G, ktorú ich mechanika dlhodobo zvládne bez toho, aby ste po roku museli meniť vybehané lineárne vedenia a ozubené hrebene.
A teraz sa zrejme spýtate prečo v tomto článku vystupuje SONGU, keď sám je čínskeho pôvodu? Odpoveď je, aby som dal do kontrastu poctivého výrobcu z Číny, ktorý na trhu nie je až taký známy (najmä v našich končinách) no ponúka solídne a strojársky preverené konštrukčné riešenia, kde dbá na životnosť konštrukčných celkov a na kvalitu výstupu. Cieľom bolo poukázať na to že aj z Číny, si je možné zaobstarať solídny stroj, konkurujúci európskym popredným výrobcom pri zachovaní konkurenčnej ceny, hoci nie takej nízkej ako u nemenovaných výrobcov z Ázie, ktorí majú agresívny marketing no kvalita zaostáva.
Kto SONGU vlastne je?
Spoločnosť SONGU LASER TECHNOLOGY (JIANGSU) CO., LTD. je národný high-tech podnik, ktorý sa špecializuje na výskum, vývoj, výrobu, predaj a servis špičkových inteligentných laserových zariadení pre všetky oblasti spracovania kovov. Spoločnosť zriadila rozsiahle výrobné a montážne centrá laserových zariadení v mestách Xuzhou, Suzhou a Dongguan, ktoré sa rozprestierajú na celkovej ploche 110 000 m2. Disponuje kapacitou na hromadnú výrobu a montáž, ako aj systémom riadenia kvality v rámci celého výrobného procesu, vrátane rezania ocele, zvárania, tepelného spracovania, obrábania, povrchovej úpravy striekaním a montáže a uvedenia celých strojov a celkov do prevádzky.
Predmet činnosti zahŕňa: stroje na rezanie plechov a rúrok vláknovým laserom, stroje na laserové zváranie, automatizované skladovanie, komplexné riešenia v oblasti laserového spracovania kovov s použitím robotických technológií a podobne.
Ročná výroba a predaj laserových zariadení presahuje 10 000 jednotiek výrobkov.
Spoločnosť SONGU LASER investuje 10 % svojich ročných tržieb do výskumu a vývoja produktov. Disponuje vysoko kvalifikovaným výskumným a vývojovým tímom, ktorý zahŕňa viac ako 100 odborníkov, výskumníkov pričom celkovo zamestnáva viac ako 1 000 inžinierov po celom svete. Spoločnosť doteraz získala viac ako 300 technologických patentov a ocenení na národnej úrovni.
Laserové zariadenia, ktoré boli nezávisle vyvinuté a vyrobené, získali viacero certifikátov podľa medzinárodných autoritatívnych noriem, ako sú CE, UL a FDA, a podieľali sa na tvorbe viacerých národných, priemyselných a skupinových noriem.
Marketingová a servisná sieť spoločnosti SONGU LASER pokrýva takmer 100 krajín a regiónov po celom svete a poskytuje vysoko digitálne a inteligentné riešenia pre flexibilné laserové spracovanie viac ako 100 000 zákazníkom vo viac ako desiatich odvetviach, vrátane leteckého a kozmického priemyslu, veterných elektrární, automobilového priemyslu, lodného staviteľstva, strojárskeho priemyslu, poľnohospodárskej techniky, spracovania plechov, oceľových konštrukcií atď., čím pomáha zákazníkom znižovať náklady a zvyšovať efektivitu.
Ing. Radovan Laco