Routery z napędami liniowymi gwarantują szybkość, dokładność i trwałość
Na obszerną prezentację podczas wrześniowych targów Drema w Poznaniu zdecydowała się w tym roku firma POLCOM Przemysław Kimla z Częstochowy, która jako jedyna w Polsce projektuje i produkuje wydajne oraz szybkie, a jednocześnie stabilne i proste w obsłudze urządzenia CNC. Pozycję lidera osiągnięto dzięki twórczym projektom, skuteczności działania i imponującej dynamice rozwoju.
– Mając zainstalowane u naszych klientów ponad 3 000 maszyn, nieustannie się rozwijamy i poszukujemy nowych rozwiązań – mówi Przemysław Kimla, właściciel firmy. – Urządzenia pod nazwą KIMLA osiągają najwyższą na rynku wydajność, przy cenach znacznie niższych niż te, które oferują renomowane firmy z całego świata. Produkowane przez nas obrabiarki udoskonalamy, nieustannie podwyższając ich parametry. Jest to możliwe dzięki rozbudowie zakładów o kilka nowych hal produkcyjnych oraz zaplecza informatyczno-technologicznego.
Routery z napędami liniowymi
Jeżeli zaś chodzi o branżę meblarską, to ma ona dwa rozwiązania, którymi zdecydowała się pochwalić na Dremie.
– Są to routery na napędach liniowych, czyli maszyny do rozkroju praktycznie wszystkich tworzyw konstrukcyjnych stosowanych w meblarstwie, a więc wszelkiego rodzaju płyty drewnopochodne oraz płyty z tworzyw sztucznych, które są możliwe do obróbki skrawaniem – mówi Przemysław Kimla. – Możliwość wycinania na tych maszynach dotyczy materiałów kompozytowych, materiałów drewnopochodnych, panelowych, czyli warstwowych elementów z aluminium czy z pianek, stosowanych w meblarstwie. Są to materiały, które wymagają szybkiego, sprawnego i dokładnego cięcia. Zapewniają to napędy liniowe gwarantujące szybkość, dokładność i trwałość. Wszystkie maszyny CNC do tej pory oferowane na rynku, np. wielkoformatowe centra obróbcze, czyli plotery lub routery, są napędzane za pomocą listew zębatych. Firma z Częstochowy od wielu lat też produkuje takie urządzenia, natomiast dla bardziej wymagających klientów zaczęto stosować napędy liniowe.
Precyzyjne cięcie laserem
– Do tej pory napędy liniowe w urządzeniach typu router nie były stosowane ze względu na to, że są to bardzo drogie rozwiązania i maszyny byłyby niesprzedawalne – tłumaczy rozmówca. – Natomiast ze względu na to, że rozpoczęliśmy produkcję własnych napędów liniowych, wynikającą z masowej produkcji wycinarek laserowych, okazało się, że jesteśmy w stanie zoptymalizować tę produkcję do tego stopnia, że cena maszyny, owszem, jest wyższa niż cena maszyny na napędach zębatych, ale niewiele. Ceny maszyn na napędach liniowych, jakie kiedykolwiek były produkowane na świecie, zaczynały się od 1 mln zł w górę, więc była to cena za wysoka, natomiast u nas maszyna na napędach liniowych kosztuje tylko o 100 000 zł więcej niż maszyna na napędach zębatych. Można to osiągnąć tylko dlatego, że sami rozpoczęliśmy produkcję napędów liniowych. Optymalizacja wynika również z tego, że te napędy liniowe stosujemy w innych maszynach, między innymi w laserach, które też pokazujemy na tych targach. W przemyśle meblarskim wykorzystuje się dużo stali nierdzewnej, która może być precyzyjnie cięta laserem. Dlatego jesteśmy jedyną firmą na targach Drema, która pokazuje wycinarkę laserową. Dodatkowo na tego typu maszynie można wycinać wszelkiego rodzaju elementy konstrukcyjne oraz okucia nietypowe, których masowa produkcja jest realizowana w pewnych standardowych rozwiązaniach. Natomiast rozwiązania niestandardowe, indywidualne, uniemożliwiają wykonywanie ich metodami wysokonakładowymi ze względu na to, że produkcja narzędzi czy wykrojników do niewielkiej ilości komponentów po prostu się nie opłaca. Laser może wyciąć nawet pojedyncze elementy dowolnego kształtu, nie generując żadnych kosztów związanych ze specyficznymi narzędziami. Dlatego uważamy, że w branży mebli, szczególnie współczesnych, które bardzo często łączą ze sobą elementy drewnopochodne i metal, doskonale się to sprawdza.
Każdego tygodnia przybywa jeden laser
Okazuje się, że cała branża mebli sklepowych, które są wykonywane głównie z metalu, korzysta z tego typu maszyn, bo wiadomo, jak efektywne jest cięcie na laserze. Firma Przemysława Kimli produkuje lasery bardzo szybkie, zdobywające wiele nagród.
– Dysproporcje w stosunku do rozwiązań konkurencyjnych są tak duże, że liczymy je nie w procentach, a w krotnościach – mówi prezes. – Na polskim rynku bardzo dobrze się sprawdzamy, ale również za granicą mamy coraz większą sprzedaż. W tej chwili w Polsce mamy zainstalowanych ponad 200 wycinarek laserowych i cały czas zwiększamy tę ilość, instalując w kraju każdego tygodnia jeden laser. Te, które produkujemy, mogą służyć do cięcia blach z płaskich arkuszy, ale mamy również rozwiązania do cięcia rur, często spotykane w przemyśle meblarskim, profili, wstępnie uformowanych, w postaci sześciometrowych sztang. Mogą być one prowadzone do podajnika, który automatycznie podaje rurę, wycinane są w niej otwory, kształty, a odcinane elementy tworzą gotowy komponent np. mebla. Rozwiązanie, które zastosowaliśmy, pozwala na połączenie dwóch funkcji w jednej maszynie, czyli system cięcia rur może być dodatkową funkcją cięcia na laserze płaskim. Taki zespół można kupić od razu, czyli system, który tnie blachy i rury. Można również sobie wybrać rozwiązanie, w którym klient kupuje maszynę laserową do cięcia blach, przygotowaną do późniejszej instalacji systemu obrotnicy i podajnika do rur. Dzięki temu może tę inwestycję rozłożyć na dłuższy czas, ale nasze rozwiązania, które są rozwiązaniami combo, czyli do cięcia rur i blach, wciąż są tańsze od konkurencyjnych – do cięcia samych rur. Jest to bardzo korzystne rozwiązanie pod względem finansowym oraz zajmuje mniej miejsca, ponieważ jest to ciągle jedna maszyna.
A jaka dokładność?!
Maszyny na napędach liniowych odznaczają się niesamowitą dokładnością. Może nie są aż tak bardzo potrzebne w branży drzewnej, jednak dokładności nigdy za wiele. Kolejną cechą jest to, że takie rozwiązania się nie zużywają. Wszystkie maszyny CNC, które mają systemy przełożenia ruchu obrotowego, serwonapędu, na ruch liniowy, muszą posiadać jakiegoś rodzaju przekładnie.
– W najprostszych maszynach, typu cuttery, są to pasy zębate elastyczne, które zapewniają dokładność rzędu milimetrów – wylicza Przemysław Kimla. – Rozwiązanie nieco lepsze to takie, które mają listwy zębate zapewniające dokładność rzędu 0,1 mm. Rozwiązania jeszcze dokładniejsze, głównie stosowane w przemyśle metalowym, to śruby toczne, zapewniające dokładność rzędu 0,01 mm, natomiast napędy liniowe to przeskok o kolejny rząd wielkości, czyli do 1 mikrometra. Jest to rozwiązanie, które dodatkowo działa bezdotykowo. W rozwiązaniach z serwonapędami potrzebna jest przekładnia lub listwa zębata z zębatką, które współpracując, zużywają się i maszyna po pewnym czasie zaczyna wykazywać luzy zwrotne oraz co- raz większe niedokładności. W przypadku maszyn z napędami liniowymi napęd działa jak pociąg magnetyczny, bezdotykowo. W związku z tym pole magnetyczne bezpośrednio przesuwa bramę, a pola magnetycznego zużyć się nie da, w związku z tym ta maszyna będzie tak samo dokładna tuż po zakupie, jak i po 10 latach. W rozwiązaniach z napędami liniowymi napędy, jak i układy sterujące nie mają żadnych elementów, które mogłyby się zużywać mechanicznie, więc trwałość takich rozwiązań jest znacznie dłuższa. Jeśli chodzi o rozdzielczość pozycjonowania czy dokładność pozycjonowania, to takie rozwiązanie jest znacznie dokładniejsze, ponieważ pomiar pozycji dokonywany jest bezpośrednio, jako ruch liniowy elementów ruchomych maszyny w maszynie, poszczególnych osi, a nie tak jak w przypadku serwonapędów obrotowych – na osi silnika, co powoduje, że bezpośredni pomiar jest bardzo dokładny, ponieważ nie uwzględnia niedokładności przeniesienia napędu za pomocą przekładni, tak jak to jest w tradycyjnych rozwiązaniach. Maszyny o napędach liniowych są cichsze, bo nie mają przekładni, więc nie ma hałasowania przekładni, zębatek, nie ma wystających elementów, które byłyby obudowami silników wystających na przekładniach. Dźwięk, który wydobywa się z maszyny, w zasadzie dotyczy tylko wrzeciona i narzędzia pracującego w materiale.
Bezpieczeństwo zapewnia lidar
Firma Polcom oferuje maszyny dedykowane branży drzewnej, głównie do nestingu płyt. Ciekawostką, którą może się pochwalić, są maszyny do pracy wahadłowej, gdzie obszar roboczy jest podwojony. Materiał położony na przedniej części maszyny jest obrabiany, a w tym czasie operator z tylnej części zbiera wycięte elementy i zakłada nową płytę. Kiedy maszyna skończy wycinać płytę na pierwszym obszarze, przechodzi na drugi obszar, a operator może rozpocząć wymianę materiału na przedniej części stołu. Takie rozwiązanie pozwala na znaczne zwiększenie wydajności, niewielkim wzrostem ceny urządzenia, ponieważ jednocześnie mogą pracować i operator, i maszyna. Maszyny z dwoma stołami zazwyczaj mają 6-7 m długości, a pomiędzy przednim a tylnym obszarem roboczym stworzona jest buforowa strefa bezpieczeństwa. Obecnie coraz modniejsze stają się zabezpieczenia aktywne w postaci lidarów, czyli laserowych systemów skanujących, które obserwują powierzchnię wokół maszyny. Lidar potrafi bardzo precyzyjnie określić przeszkody, czy ewentualnie operatora wchodzącego w strefę niebezpieczną, i w odpowiedni sposób zareagować, zatrzymując lub zwalniając posuw maszyny.
– Taki lidar, stosowany w naszych centrach, ma dwie strefy zadziałania – wyjaśnia Przemysław Kimla. – Naruszenie strefy dalszej powoduje zmniejszenie posuwu maszyny, natomiast po zbliżeniu się na mniejszą odległość do bramy, powoduje całkowite zatrzymanie pracy maszyny. Dzięki temu można zmniejszyć strefę bezpieczeństwa, oszczędzając miejsce w hali, przy zachowaniu 100-proc. bezpieczeństwa dla operatora. Takie rozwiązanie działa dynamicznie, dużo skuteczniej, ponieważ wszystkie wtargnięcia w strefę zagrożenia muszą powodować całkowite zatrzymanie maszyny. Wbudowane wszystkie funkcje systemu sterowania Produkowane przez Polcom maszyny są pod względem systemu sterowania wyjątkowe, ponieważ jako pierwsza firma na świecie zbudowała system sterowania, który ma wbudowane wszystkie funkcje niezbędne do pracy maszyny.
– Nie potrzebujemy już zewnętrznego oprogramowania do generowania ścieżkinarzędzia oraz oprogramowania do tworzenia rysunku – tłumaczy rozmówca. – Można oczywiście pracować w trybie klasycznym, czyli z technologiem, natomiast nasi klienci wykorzystują funkcjonalność systemu sterowania, która umożliwia generowanie ścieżki narzędzia, poprawki programu w trybie graficznym. Generator nestingu płyt działa według pewnych szablonów, które mogą automatyzować proces przygotowania produkcji. Dzięki temu proces wdrożenia maszyny oraz szkolenia załogi jest znacznie krótszy niż w przypadku innych rozwiązań z systemami rozproszonymi, w których jedna osoba obsługuje program CAD, inna CAM, a kolejna osoba obsługuje maszynę jako operator. Poza tymwszelkiego rodzaju zmiany, modyfikacje i poprawki, które mogą być robione przy maszynie, znacznie skracają czas przestoju. Nasz system sterowania jest przeznaczony do maszyn wielkoformatowych, gdzie również zintegrowany jest moduł nestingu. Jeśli nawet operator zostanie poproszony o zmodyfikowanie zamówienia, maszyna może sama rozrysować ponownie elementy dla innego zlecenia, z innymi ilościami elementów, w sposób optymalny. System nestingu może być zainstalowany również w systemach sterowania maszyny. Nasz system posiada również szablony obróbkowe, w których wszystkie parametry związane z obróbką konkretnego materiału i konkretnym typem obróbki, np. takim jak nesting płyty wiórowej, mogą być predefiniowane w szablonach w taki sposób, że system na bazie tych wczytywanych kształtów zewnętrznego oprogramowania może automatycznie wygenerować ścieżkę narzędzia i rozpocząć pracę danego typu elementu.
Jaki dalszy rozwój?
– Dalszy rozwój maszyn to na pewno ich automatyzacja – reaguje na pytanie Przemysław Kimla. – Ze względu na to, że koszty pracy rosną, więc systemy podające, systemy odbierające, systemy umożliwiające przyspieszenie pracy na maszynie są na pewno przyszłością. Taka automatyzacja powoduje, że mniejsza liczba pracowników obsługuje większą ilość maszyn, w celu optymalizacji kosztów wytwarzania. I do takiego trendu dostosowujemy nasze centra obróbcze i inne maszyny.
