STAPPENPLAN TOEGEPAST OP LASERSNIJMACHINES

Typering van het werk essentieel

Als we het  eerder  besproken stappenplan toepassen op het lasersnijden, dan is de typering van het werk belangrijk om te kunnen bepalen of een lasersnijmachine dan wel een ponsmachine de meest geschikte keuze is. Pluspunten van een vlakbedlaser zijn ongetwijfeld zijn snelheid en flexibiliteit, wat hem tot een ideale machine maakt voor het snijden van kleine, complexe series plaatproducten. Maar tot 8 mm dik kan een ponsmachine tegengewicht bieden, zeker wanneer er extra doordrukken of zettingen moeten worden aangebracht of wanneer schroefdraad getapt moet worden.

Machineconfiguratie

Eenmaal de knoop definitief in het voordeel van een lasersnijmachine is doorgehakt, komt het erop aan de machine-, laser- en procesparameters zorgvuldig per plaatmateriaal en dikte te vergelijken, net als de geometrie-afhankelijke snijprestaties, nog naast de resulterende eindkwaliteit in de vorm van vorm-, plaats- en maattoleranties en de oppervlakteruwheid van de snedes uiteraard.

Flexibele vlakbedlasersnijmachines bestaan uit een aantal subsystemen die als geheel het snel snijden van plaat mogelijk maken, eventueel 24 op 7. Dit met closed loop terugkoppeling en vaak ook autonoom opererend dankzij geautomatiseerde randapparatuur zoals platenmagazijnen. Een dergelijke machine is te verdelen in verschillende, onderling strak samenwerkende hard- en software delen. Die moeten in de aankoopprocedure stuk voor stuk bedrijfsspecifiek omschreven worden volgens op voorhand gedefinieerde selectiecriteria.

Te onderscheiden zijn onder meer:

• de mechanische delen van het bewerkingsstation met als specificaties zeker het werkbereik, de snelheid, de afmetingen en de nauwkeurigheid (bijvoorbeeld X/Y/Z, haaksheid, P, PA, U, ..);
• het opstel- en installatieplan (inclusief fundatie) met bijvoorbeeld de vraag naar een vrije toegang op en rond de machine, maar ook met wensen inzake het machinegewicht en ergonomie;
• de numeriek bestuurde aandrijving (heugel, lineair, dynamisch gedrag, ..);
• de laserbron zelf (CO², fiber, disc of diode) inclusief voeding, straalgeleiding en snijkop, koelaggregaat en afzuiging;
• de opspanning van de werkstukken,
• de benodigde bedrijfsmiddelen zoals het verbruik van elektriciteit, perslucht en gassen (O², N²);
• en tot slot de veiligheids- en milieuaspecten in de werkplaats.

Laserbron

Nog altijd evolueren de laserbronnen aan een razend tempo voort, maar een universeel bruikbare oplossing blijft voorlopig een utopie. Met de directe diode nog volop in ontwikkeling, beperkt de keuze zich voor het snijden in de praktijk vooralsnog tot ofwel een CO², ofwel een fiberlaser. Dit is een belangrijke knoop om door te hakken.

Waar de fiber eerst louter voor dunne platen tot 4 mm geschikt was, kunnen ze nu ook dikkere materialen aan dankzij het vermogen dat sterk is toegenomen tot tegenwoordig 8 kW. De discussie laait daardoor geregeld op. Waar sommigen de CO² een zeer sombere toekomst voorspellen, wijzen anderen op het ontstaan van microbramen bij de fiber vanaf een bepaalde dikte waardoor zij wel nog een toekomst zien weggelegd voor de CO².

Het meest gedeelde standpunt op dit moment is dat beide types complementair zijn. Een weloverwogen keuze vormt daarom de afgeleide van het huidige werkpakket, met natuurlijk ook de iets langere termijn in het achterhoofd. In het algemeen geven materiaalsoort en plaatdikte de doorslag. Om in te koppelen in metalen als staal, RVS en aluminium zijn allereerst uitvoeringen vereist met vermogens in het hogere kilowattbereik, anders is in principe geen voldoende snijsnelheid te realiseren. Voor dikkere plaat, dat wil zeggen snijden vanaf 20 mm, al leggen sommige fabrikanten die lat veel lager, speelt de CO² de hoofdrol, tenminste als je een goede kantafwerking wil. Voor snel en efficiënt dunblik snijden wint de fiber duidelijk.

Software cruciaal

Het extreme belang van software kaartten we al eerder aan, maar nu zoomen we in op de hersenen van een lasersnijmachine. Softwarematig werken fabrikanten en leveranciers eraan hun platform een meer open (lees: een niet machinefabrikant gebonden )
karakter te geven met vrije toegang. Daarmee kunnen, voor een optimale procesbeheersing van de hele productieketen, specifieke aanpassingen zelf simpel worden ingevoerd tijdens de voorbereiding van het snijden, buigen, omvormen, lassen en afwerken. Integratie is het sleutelwoord, en niet alleen met CAD/CAM maar steeds vaker ook met ERP.

Immers, vanuit de noodzaak zo flexibel en productief mogelijk te werken, moet de software naast het aansturen van alle bewerkingen en machines via een centraal platform, ook bedrijfsgegevens kunnen genereren door bijvoorbeeld een offerte te maken of plaatmateriaal af te boeken in het voorraadbeheer. Bij voorkeur is dit platform ook geschikt voor de aansturing van alle randapparatuur, te beginnen met het laad- en lossysteem waarbij rekening wordt gehouden met het aantal platen, hun gewicht en afmetingen. En waarom niet ook de verpakkingsautomatisering meenemen, inclusief de eventuele robot en alle veiligheidsvoorzieningen? De datatransfer die hiermee gepaard gaat, vindt tegenwoordig middels netwerkfeatures soms al over het internet en in de cloud plaats, met als recente toepassing het nesten door een externe supercomputer.

Opties in periferie

Een laatste maar daarom niet minder belangrijk aspect heeft te maken met de opties in de periferie van de lasersnijmachine om hoogproductief te kunnen fabriceren, rekening houdend met de stijgende geometriecomplexiteit en de dalende seriegroottes.

Diverse, vrij nieuwe machinefuncties komen daarvoor in aanmerking, en dan denken we onder meer aan de automatische wisseling van lenzen en/of nozzles, een extra roterende as voor het buis- en pijpsnijden, maar evengoed aan speciale softwaremodules zoals automatische functies om het proces te optimaliseren of te stoppen wanneer iets fout gaat.

Daarnaast speelt nog een andere vraag: Moet de automatisering van de plaat- en producthandling van de machinefabrikant zelf komen, of liever merkonafhankelijk en open van een externe integrator? Op de markt zijn namelijk al intelligente sorteerautomaten op maat van de klant te vinden met optioneel een kwaliteitscontrole. Door die te koppelen aan een lasersnijmachine en de sorteerautomaat op een later tijdstip naar behoefte uit te breiden, is de stand alone lasersnijmachine om te bouwen tot een in hoge mate zelfstandig werkende FMS-cel.

Een dergelijk concept omvat dan een efficiënt werkende, automatische aanvoer van verschillende soorten, afmetingen en diktes plaat uit het torenmagazijn, naast het selectief uitnemen van gesneden stukken en de afvoer van het restmateriaal. Het uitnemen en sorteren van stukken voltrekt zich georiënteerd en afhankelijk van afmeting en gewicht met specifieke, door de software gekozen grijpers, zij het elektromagnetisch of met vacuümsystemen. De mogelijkheden zijn divers. Uiteindelijk worden de gesorteerde stukken op pallets gestapeld.