Jak sterować laserem

System sterowania laserem zmienia kształt ścieżki narzędzia zapisany w pamięci na mechaniczny ruch głowicy lasera. Aby jednak do tego doszło, należy najpierw narysować odpowiedni rysunek, a potem przetworzyć go i przekazać do maszyny. Proces programowania lasera wymaga współpracy kilku różnych programów, aby przenieść poprawnie informacje na kolejne etapy, aż do powstania finalnego produktu.

Początki programowania maszyn CNC były bardzo prymitywne. Opierały się na technologii zapisu na papierowych taśmach perforowanych. Potem wraz z rozwojem technologii pojawiły się dyskietki, pendrivy, sieć. W latach 80. pojawiły się programy do automatycznego generowania ścieżki narzędzia do maszyn CNC. Proces wyglądał następująco – najpierw powstawał rysunek w programie CAD, potem następowała konwersja na plik dxf czy dwg, aby przekazać go do operatora programu CAM, w którym wykonywany był nesting, który rozłożył detale na arkuszu. Następnie jest to wysyłane do operatora lasera, który wczyta dane do maszyny i rozpocznie cięcie. Problematyczne jest wówczas wprowadzanie poprawek, ponieważ przy najmniejszej zmianie kształtu wycinanych detali cały proces należy zacząć od początku, co powoduje marnowanie znacznych ilości czasu. Dotychczas lasery były programowane przez zewnętrzne systemy CAM. Istotnym problemem jest brak kompatybilności wśród producentów poszczególnych programów. Nie ma ustalonego jednego uniwersalnego standardu zapisu danych. Dlatego konieczne było powstanie kolejnego elementu, który jest łącznikiem między programem CAM a systemem sterowania – postprocesor. Jego poprawne napisanie wpływało na poprawność działania maszyny. Powstanie dobrego postprocesora wymagało jednak wielu miesięcy pracy, podczas których wielokrotnie można było go testować i poprawiać jego działanie. Stanowił on przy tym kolejny, dodatkowy krok na skomplikowanej ścieżce od rysunku do produktu.

CAD/CAM/nesting w jednym

Firma KIMLA stworzyła własny system sterowania, który łączy w sobie wszystkie trzy niezbędne elementy umożliwiające cięcie – moduł CAD do wczytywania plików, rysowania lub edycji, moduł CAM do generacji ścieżki narzędzia, moduł nestingu do automatycznego rozkładu. Czynności są zautomatyzowane i cały proces, w przypadku np. prostego pojedynczego elementu, może trwać minutę.

CAD – program do edycji grafiki wektorowej

Ważne w przypadku programów CAD dla wycinarek laserowych jest to, że wiązka lasera nie może się przesuwać po konturze rysunku, ponieważ szczelina powstała podczas cięcia ma – w zależności od rodzaju i grubości blachy – od 0,05 do 0,4 mm. Dlatego ścieżkę wiązki należy odsunąć od konturu o pół szerokości szczeliny. Ważne też jest to, że kontur musi być zamknięty. Często pojawiające się problemy, np. niedomknięte kontury, zwielokrotnione linie, nachodzące na siebie odcinki, które nie mają większego znaczenia podczas wydruku, w przypadku lasera uniemożliwiłyby poprawne wycięcie przez maszynę detalu. W systemie firmy KIMLA wprowadzono automatyczne przygotowanie projektu na laser, które przetwarza rysunek – domy- ka obrysy, usuwa powtarzające się linie, wygładza krawędzie.

CAM – generuje ścieżkę narzędzia oraz komendy dla głowicy, źródła i automatyki

W oprogramowaniu maszyny powinny się znajdować gotowe szablony dla różnych rodzajów i grubości blach. Dzięki temu operator nie musi ręcznie ustawiać parametrów, tylko może skorzystać z gotowego wzoru. Czasem jednak potrzebne jest dostosowanie ustawień do konkretnego projektu. Różne parametry znajdują się kilku miejscach – np. prędkości cięcia, moce lasera czy charakterystyki przebijania są zawarte w tablicach sterowania maszyny, natomiast za punkty wpaleń, odległości od konturu czy kształt dojazdu do ścieżki odpowiadają tablice w programie CAM. Problemem staje się modyfikacja ustawień fabrycznych lasera, przez co kolejne projekty mogą być niepoprawnie wycięte. W systemach firmy KIMLA wszystkie tablice technologiczne są kopiowane do konkretnego projektu i modyfikowanie ich w ramach jednego zlecenia nie wpływa na inne. Ciekawym ułatwieniem są również wspólne linie cięcia. Detale o prostych bokach można ustawić obok siebie w taki sposób, aby odległość pomiędzy nimi była szerokością szczeliny powstającej przy cięciu. Wówczas potrzebny jest tylko jeden przejazd roboczy dla wycięcia krawędzi obu sąsiadujących części. Pozwala to na oszczędność czasu i kosztów nawet o 45%, a zużycia materiału do 10%.

Nesting – automatyczne rozłożenie elementów na arkuszu

Jego zadaniem jest minimalizacja strat materiału. W programie można zdefiniować liczbę sztuk do wycięcia, kąt obrotu, kierunek walcowania lub wzoru materiału, odległość między detalami, marginesy czy wspólne linie cięcia. Program może również zapamiętać arkusze z częściowo wyciętymi kształtami i wykorzystać je przy wycinaniu innego elementu. Dodatkowo system sterowania firmy KIMLA umożliwia przerwanie wykonywania projektu, wprowadzenie kolejne- go rysunku na daną blachę i ponowne uruchomienie z uwzględnieniem już wyciętych elementów. Kupując laser, należy skupiać się nie tylko na głównych parametrach, jak moc czy prędkość cięcia. Równie ważne są systemy, które umożliwiają szybką i bezproblemową pracę maszyny. Im mniej w nich kroków pośrednich, tym mniej problemów może się pojawić. Łatwość wymiany danych między maszyną a programem sterującym, a także implementacja funkcji lasera w programie sterującym to kwestie, które należy rozważyć przed zakupem. Złożenie ich w jednym systemie wpływa na szybkość i poprawność wycinania i eliminuje spowalniające cały proces działania.