Zanim kupisz laser – wszystko, co należy wiedzieć przed zakupem – cz. IV

Ku zaskoczeniu klientów często okazuje się, że szybka wycinarka to nie wszystko. Producenci laserów wciąż stosując uniwersalne systemy sterowania zmuszają użytkowników do utrzymywania całych zastępów technologów w celu przygotowywania programów do wycinarek laserowych. Wynika to z historii rozwoju systemów sterowania obrabiarek. Pierwsze z nich były programowane prymitywną klawiaturą na pulpicie maszyny, a programy były zapisywane na taśmach perforowanych. Pojawienie się pierwszych komputerów osobistych ułatwiło pisanie i edycję programów poza maszyną i przenoszenie ich na wygodniejsze nośniki danych. Jednak uciążliwość wpisywania często tysięcy linii programu spowodowała powstanie w latach 80’ programów do automatycznego generowania ścieżki narzędzia do maszyn CNC. Programy CAM tworzone przez liczne firmy zaczęły pojawiać się jak grzyby po deszczu, ale i producentów systemów sterowania przybywało. Pojawił się więc problem kompatybilności wszystkich programów CAM z wszystkimi systemami sterowania ponieważ nie udało się uzgodnić jednego uniwersalnego standardu zapisu danych. Ponadto utrudniała to różnorodność maszyn i ich konfiguracji dlatego powstał dodatkowy niezbędny moduł pomiędzy programem CAM, a systemem sterowania, czyli postprocesor.

Stworzenie odpowiedniego postprocesora jest zlecane dostawcy oprogramowania CAM przez końcowego użytkownika lub sprzedawcę maszyny. I tu pojawia się pierwszy problem ponieważ jakość napisania takiego postprocesora będzie rzutowała na wydajność i jakość pracy maszyny. Nie ma możliwości napisania dobrego postprocesora w krótkim czasie ponieważ jest to proces wielokrotnego testowania i poprawiania, który może potrwać wiele miesięcy. Często kupujący koncentruje się na parametrach samej maszyny nie zwracając uwagi na sposób tworzenia programów, ich poprawiania, łatwości wymiany danych z maszyną czy wręcz tego czy wszystkie funkcje lasera są w ogóle zaimplementowane w programie sterującym. Zdarza się, że producent lasera zmienia co jakiś czas dostawcę oprogramowania CAM i wówczas użytkownik starszej wersji nie można już liczyć na pomoc ponieważ producent lasera nie będzie dłużej rozwijał oprogramowania którego już nie oferuje. Aby rozwiązać ten problem firma KIMLA stworzyła unikatowe rozwiązanie polegające na implementacji wszystkich funkcji CAD, CAM i Nestingu w systemie sterowania.

Rozwiązanie firmy KIMLA jest pionierskie, ponieważ dotychczas lasery były programowane wyłącznie przez zewnętrzne systemy CAM. Jakakolwiek zmiana kształtu, położenia detalu, wielkości otworów powodowała konieczność przerwania przez operatora pracy maszyny i zlecenie technologowi zmiany, wygenerowania nowego programu, wgrania go do lasera i kontynuację pracy. Często najprostsze zmiany powodowały długotrwałe przestoje. Na maszynach KIMLA można pracować z pominięciem technologa ponieważ wszystkie prace przygotowawcze mogą być wykonane w sposób automatyczny bezpośrednio przez operatora w czasie pojedynczych minut, a jakiekolwiek zmiany i drobne poprawki zajmują sekundy. Oczywiście dla firm przyzwyczajonych do pracy z udziałem technologa możliwe jest zainstalowanie aplikacji operatora na stanowisku technologicznym. Wówczas operator może wykonać wszystkie zadania technologa i odwrotnie. KIMLA rozwija swój system sterowania od 20 lat. Wciąż go rozbudowuje i implementuje kolejne innowacje funkcjonalności często na podstawie potrzeb i oczekiwań bezpośrednio od użytkowników. Istnieje również możliwość napisania dedykowanych funkcjonalności na konkretne indywidualne zamówienia co nie jest możliwe w przypadku systemów dostarczanych przez firmy trzecie.

CAD to edytor grafiki wektorowej pozwalający na tworzenie rysunków, wczytywanie kształtów w formatach dxf, dwg, geo, taf, plt, hpgl i podobnych oraz ich edycję. Oprócz możliwości rysowania linii, łuków, splinów, znaków graficznych, przycinania, fazowania, zaokrąglania itd. co jest standardem w programach tego typu, bardzo ważne w programach CAD dla wycinarek laserowych są funkcje dedykowanie do automatycznego czyszczenia i domykania konturów. Aby wyciąć poprawnie detal wiązka lasera nie może przemieszczać się dokładnie po konturze wyznaczonym przez rysunek ponieważ szczelina powstająca podczas cięcia w zależności od rodzaju i grubości blachy ma szerokość od 0,05 mm do 0,4 mm co spowodowało by że wycięte części miały by niewłaściwe wymiary. Musimy zatem ścieżkę narzędzia odsunąć od konturu opisującego detal o pół szerokości tej szczeliny. Aby program wiedział w którą stronę należy go odsunąć musi być to kontur zamknięty, ponieważ w przeciwnym przypadku nie można ustalić czy ma to być korekcja zewnętrzna czy wewnętrzna. Dodatkową komplikacją są detale z otworami gdzie zewnętrzny kontur powinien być odsunięty na zewnątrz, a wewnętrzny do wewnątrz, a jeśli dołożymy przypadki mniejszych elementów włożonych w otwory większych to sytuacja jeszcze bardziej się komplikuje.

Dlatego niezmiernie ważne jest żeby części do wycięcia miały jednoznacznie zdefiniowane kontury aby program mógł właściwie zinterpretować rysunek. Niestety bardzo często rysunki nie są przygotowane właściwie. Mają niepodomykane kontury, zwielokrotnione linie lub częściowo nachodzące na siebie odcinki. Dla rysunku tworzonego z myślą o wydruku nie ma to znaczenia, dlatego często zasady higieny rysunku są przez konstruktorów ignorowane. Powoduje to niepotrzebne marnowanie czasu ponieważ technolog przed przygotowaniem programu do lasera musi mozolnie ręcznie poprawiać te rysunki. Firma KIMLA widząc te niedogodności wdrożyła szereg funkcji, które automatycznie przetwarzają rysunki. Domykanie niezamkniętych obrysów, usuwanie pokrywających się linii czy zamiana poszarpanych krawędzi na linie i łuki to tylko niektóre funkcjonalności, które pozwalają na automatyzację procesu przygotowania projektu na laser.

CAM to generator ścieżki narzędzia oraz wszystkich komend dla głowicy, źródła, czy automatyki. Gotowe szablony dla każdego rodzaju i grubości blach opisują jak ma zachowywać się laser aby poprawnie wyciąć detal. Dla każdego materiału i grubości producent lasera powinien doświadczalnie dobrać wszystkie parametry, aby operator lub technolog mógł wybrać jedną z gotowych tablic technologicznych i automatyczne wygenerować program. Czasami jednak zdarza się, że operator ze względu na nietypowy materiał lub wymogi produkcyjne musi dokonać zmian ustawień. W większości wycinarek laserowych parametry technologiczne są rozproszone pomiędzy systemem sterowania oraz oprogramowaniem CAM. 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. Powoduje to częste pomyłki i nieporozumienia pomiędzy technologiem, a operatorem. Często tablice lasera zmodyfikowane na potrzeby jednego programu nie zostają przywrócone do domyślnych wartości co powoduje, że cięcie następnych programów z użyciem danej tablicy może być niepoprawne. Firma KIMLA dzięki skonsolidowaniu wszystkich tych funkcji w jednym systemie umożliwiła operatorowi dowolną modyfikację parametrów cięcia ponieważ wszystkie tablice technologiczne są kopiowane do konkretnego projektu i modyfikowanie ich w ramach jednego zlecenia nie wpływa na inne. Zapisany projekt ze zmodyfikowanymi ustawieniami można ponownie wykonać w dowolnym czasie.

Nesting to automatyczne rozkładanie elementów na arkuszu w taki sposób aby minimalizować straty materiału. Dla detali można zdefiniować ilość sztuk do wycięcia, kąt obrotu, kierunek walcowania lub wzoru materiału, dla całego arkusza odległość między detalami, marginesy, czy wspólne linie cięcia. Nowoczesne oprogramowanie do nestingu pozwala również na zapisywanie odpadów użytkowych w postaci arkuszy z których został wycięty nieregularny kształt. Przy ponownym użyciu arkusza częściowo wyciętego nestning może użyć taki arkusz omijając przy rozkładzie brakujący materiał.

Zintegrowanie przez firmę KIMLA nestingu w systemie sterowania daje też zupełnie nowe możliwości. Podczas praktycznych realizacji projektów często kształty i ilości detali nie pozwalają na wydajne wykorzystanie materiału. Duże elementy na pierwszych rozłożonych arkuszach są skutecznie uzupełniane mniejszymi częściami wypełniającymi przestrzenie pomiędzy nimi, natomiast ostatnie arkusze często są już wykorzystane w niewielkim stopniu. Założone ilości elementów do wycięcia nigdy nie są dokładnie takie aby na wszystkich arkuszach dokładnie wypełnić wszystkie przestrzenie. Można załączyć funkcję uzupełniania wolnych miejsc niezamówionymi częściami, ale to czy je w przyszłości sprzedamy nie jest pewne. Zatem zawsze mamy dylemat czy starać się na siłę umieszczać w przestrzeniach pomiędzy dużymi częściami nie zamówione małe detale, z nadzieją że zlecenie się powtórzy godząc się na dłuższy czas cięcia, czy jednak godzić się na wyrzucanie nieużytego materiału pomiędzy detalami. W klasycznych rozwiązaniach z zewnętrznym systemem CAM nie ma możliwości zmian po rozpoczęciu wykonywania projektu na maszynie, ponieważ laser nie raportuje do oprogramowania CAM postępów w wykonywaniu projektu. W laserach KIMLA w czasie wykonywania projektu możliwe jest przerwanie wykonywania projektu, wprowadzenia kolejnego zlecenia na daną blachę i ponowne uruchomienie nestingu z uwzględnieniem wyciętych już elementów. Dzięki takiemu podejściu możliwe jest znacznie lepsze wykorzystanie materiału.