Станок лазерной резки с ЧПУ Tokagama CUT Smart HF

Динамическое моделирование - моделирование и проверка стабильности долгосрочной эксплуатации в соответствии с проектными параметрами, включая вибрацию, жесткость и другие характеристики.

Статическое моделирование - моделирование и проверка анализа подъема и сил, чтобы гарантировать соответствие проектным требованиям.

Инновационная сегментированная конструкция сверхвысокоскоростного металлорежущего станка.

Станки с лито-сварной конструкцией: Станки с листо-сварной (плитно-сварной) конструкцией обладают более высокой прочностью, обеспечивают сверхвысокоскоростную работу и отличаются повышенной стабильностью конструкции.

Сегментированная сборная полая конструкция: Новая сегментированная полая станина с «мягким соединением» внутренних перегородок, что позволяет устранить влияние теплопроводности лазера.

Инновационная сегментно-сборная конструкция станка

Инновационная сегментированная сборная конструкция повышает устойчивость станка и минимизирует величину деформаций.

Это решает проблему низкой рабочей скорости и малого ускорения, характерных для станков с большим полем обработки (крупногабаритных станков).

По сравнению с традиционными сегментированными напольными рельсовыми конструкциями, данное решение обеспечивает более высокую жёсткость структуры и более низкую резонансную частоту.

Благодаря этому скорость и ускорение при работе станка становятся более плавными, что приводит к повышению эксплуатационной эффективности.

Станина сохраняет свои стабильные характеристики (жёсткость, демпфирование, термостабильность) непрерывно на всех стадиях работы станка — от начала обработки до её завершения.

Станина выполнена по листо-сварной конструкции. После отжига для снятия внутренних напряжений производится черновая механическая обработка, что позволяет эффективно устранить напряжения, возникающие при сварке и последующей обработке, и тем самым значительно повысить устойчивость (стабильность) станка.

Вторичная вибрационная стабилизация (вибрационное старение) и профессиональный конечно-элементный анализ механических узлов и элементов конструкции обеспечивают рациональность и надёжность (безопасность) конструкции базового узла станка, что обусловливает более высокую жёсткость.

Полный технологический процесс: конструкторская разработка (проектирование конструкции) → профессиональный анализ → лазерная резка (раскрой) → сварка → черновая обработка → отпуск (термообработка) → пескоструйная обработка → чистовая обработка → окраска → контроль точности (прецизионная проверка).

Стальная поперечина, работающая в сверхвысокоскоростном режиме: динамическое и статическое конечно-элементное моделирование несущей конструкции

Рабочие характеристики при высоких нагрузках являются более выраженными

Данное решение в большей степени соответствует требованиям к эксплуатационным характеристикам при большой ширине пролёта поперечины и высокой динамике перемещений

«Динамическое моделирование»: проверка стабильности при длительной эксплуатации в соответствии с расчётными параметрами, включая вибрационные характеристики и жёсткость.

«Статическое моделирование»: расчётная проверка (моделирование) операций подъёма (строповки) и анализ нагрузок для обеспечения соответствия требованиям конструкторской документации.

Секционная защитная конструкция для сверхвысоких скоростей: динамический и статический расчёт (моделирование) несущей способности

«Динамическое моделирование»: проверка долговременной стабильности работы в соответствии с расчётными параметрами, включая вибрационные характеристики, жёсткость и т.д.

«Статическое моделирование»: расчётная проверка (моделирование) операций подъёма (строповки) и анализ нагрузок для обеспечения соответствия установленным конструкторским требованиям.

Полноценная автоматическая смазка всех узлов станка

- Высокая интеллектуальность, высокая интеграция, не требует обслуживания

- Интерфейс управления смазкой — однонажатие (однокнопочное управление). Направляющие и реечная передача (рейка-шестерня) смазываются в полностью автоматическом режиме, что обеспечивает точность и стабильность работы.

- В режиме централизованного управления продолжительность подачи масла и интервалы между циклами смазки задаются программно (со стороны программного обеспечения).

- Предусмотрены визуальный контроль, сигнализация при низком давлении масла, автоматическое отключение при отсутствии масла и т.д.

- Отличается простотой обслуживания; маслопровод (масляная магистраль) удобен для замены.

Саморегулирующиеся опоры станка

• Высокая устойчивость станка
• Низкий уровень вибрации 
• Высокая производительность резки 
• Превосходное качество обработки

Опоры станины станка рядного расположения: линейная распределительная схема 2+N

Станок работает стабильно, отличается низким уровнем резонанса (незначительными вибрациями), высокой точностью и высокой скоростью рабочих перемещений.

Интеллектуальная система следящего пылеудаления

Функция: Структура пылеудаления с разделением по времени, зонам и секциям обеспечивает требуемый объём отсасываемого воздуха и решает проблему дымообразования при резке, которая долгое время доставляла неудобства заказчикам.

Функция теплоотвода: Отвод тепла резания и дыма осуществляется одновременно, что исключительно благоприятно сказывается на стабильности процесса резки.

Разделение по времени, зонам и секциям  — это важная характеристика современных систем аспирации для крупноформатных станков:

·         По времени — включение/выключение синхронно с началом резки

·         По зонам — активация только тех зон стола, где происходит резка

·         По секциям — последовательное включение секций вслед за движущимся инструментом

Такой подход позволяет поддерживать высокую скорость отсасываемого воздуха даже при большой площади стола, экономя энергозатраты.

Зачем нужна интеллектуальная следящая система пылеудаления?

Сверхвысокоскоростные раскройные (резательные) станки обладают более высокой производительностью резания. Например, при повышении эффективности на 30% количество дыма и пыли, образующихся при резке, также возрастает на 30%. Как бороться с загрязнением режущей головки и как снизить воздействие на окружающую среду?

Интеллектуальная следящая система аспирации (пылеудаления): зональная система аспирации с интеллектуальным позиционным слежением в реальном времени

Аспирация работает именно там, где находится режущая головка, следуя за её перемещением, что эффективно предотвращает загрязнение режущей головки.

По сравнению с традиционными системами аспирации эффективность пылеудаления повышается более чем на 40%.

Модульный высоконагруженный рабочий стол

Модульность позволяет адаптировать конфигурацию стола под разные типы и размеры заготовок, а высокая нагрузочная способность — работать с массивными деталями.

Повышенная грузоподъёмность: Рабочий стол и основная станина станка разделены. Несущая рама стационарного стола изготавливается по технологии гибки и сварки толстого листа с последующей сваркой в цельную конструкцию, что обеспечивает исключительно высокую несущую способность.

Опорные рейки (поддерживающие планки) рабочего стола могут быть быстро заменены и очищены. Секционная разборная конструкция облегчает техническое обслуживание внутренних узлов станка.

Отсутствие теплового воздействия: Процесс резки не оказывает влияния на станок.

1.      Разделение рабочего стола и станины — важное конструкторское решение. Заготовка и опорная решётка стола могут нагреваться при лазерной резке, и отделение их от базовой станины предотвращает тепловые деформации направляющих и привода.

2.      Толстостенная сварная конструкция обеспечивает жёсткость, сравнимую с литой станиной, при меньшей массе и стоимости.

3.      Секционные опорные рейки — элементы, на которые укладывается листовой материал. При прожоге или загрязнении заменяется только одна секция, а не весь стол.

4.      No Heat Impact — важнейшее свойство для лазерных станков: тепловыделение при резке не передаётся на направляющие и приводы, сохраняя точность позиционирования.

Инновационная конструкция сдвоенных линейных направляющих

Обе стороны сдвоенных линейных направляющих оснащены прецизионными линейными направляющими класса точности H, что обеспечивает более высокую точность.

Инновационная двухсторонняя конструкция со сдвоенными линейными направляющими: обеспечивает более стабильную работу на сверхвысоких скоростях, более высокую скорость перемещения и повышенную несущую способность.

Конструкция двухсторонних сдвоенных направляющих (2 направляющие слева + 2 направляющие справа, всего 4) обеспечивает:

1.      Повышенную жёсткость — сопротивление изгибу и кручению

2.      Устойчивость на сверхвысоких скоростях — отсутствие вибраций и «рыскания»

3.      Равномерное распределение нагрузки — особенно важно при широкой поперечине или большом вылете шпинделя

Двухмоторная двухредукторная схема

Инновационная двухсторонняя двухмоторная двухредукторная конструкция: обеспечивает более стабильную работу на сверхвысоких скоростях, более высокую скорость перемещения и большее ускорение.

С обеих сторон установлены высокоточные редукторы, что обеспечивает более высокую точность и лучшие эксплуатационные характеристики.

Инновационная логическая структура составных перемещений

Инновационная логическая структура комбинированного движения обеспечивает оптимальную синхронизацию приводов при сверхвысокоскоростной обработке, минимизируя динамические погрешности и повышая плавность перемещений по сложным траекториям.

Инновационный гибридный режим работы: сверхвысокоскоростное перемещение поперечины + движение защитного ограждения по требованию — комбинированный совмещённый режим.

— При резке контура в пределах 3200 мм (X) × 700 мм (Y) используется высокоскоростной режим: поперечина перемещается по осям X, Y, Z, защитное ограждение неактивно.

— При выходе контура реза за пределы 3200 мм (X) или 700 мм (Y) защитное ограждение следует за движением поперечины.

Высокая эффективность при резке малых контуров обеспечивает возможность сверхвысокоскоростной резки.

Данное решение оптимизирует работу защитного ограждения в зависимости от размера вырезаемой детали:

Для малых деталей защита не перемещается, что позволяет достигать сверхвысоких скоростей, так как не тратится время и энергия на перемещение тяжёлого ограждения. При больших форматах защита активируется для обеспечения безопасности.

Круговая лазерная защита безопасности (360°)

Зона резания: защитная кабина обеспечивает круговую защиту безопасности (360°).

Зона станка: со всех сторон защищена 4-слойным огнестойким защитным занавесом.

Нижняя часть защитного металлического кожуха: защищена 4-слойным огнестойким защитным занавесом.

Зона визуального наблюдения: защищена лазерозащитным стеклом класса OD7.

OD (Optical Density) — оптическая плотность материала. Значение OD7 означает, что стекло ослабляет лазерное излучение в 10⁷ раз (пропускает не более 0,00001% падающего излучения). OD7 обеспечивает надёжную защиту глаз оператора при наблюдении за процессом мощной лазерной резки.

Круговая система безопасности 360° — блокировка защитной дверцы

Высокобезопасный бесконтактный магнитно-кодированный замок защитной дверцы, специально разработанный для промышленной защиты безопасности.

— Использует технологию магнитного кодирования, обеспечивая работу оборудования только при закрытой двери, кожухе или защитном устройстве, что предотвращает случайный пуск.

— Высокая степень защиты (IP67): устойчивость к вибрации, пыли и загрязнениям; подходит для суровых условий эксплуатации.

— Поддерживает различные способы монтажа, интегрируется в систему управления безопасностью и соответствует стандартам безопасности, включая EN ISO 13849-1.

360° система безопасности — сканер безопасности полного периметра

Оснащённый сканерами безопасности KEYENCE (Япония), станок в запрещённом (заблокированном) состоянии и в состоянии движения в реальном времени сканирует зону действия на наличие объектов или людей и автоматически останавливается при их обнаружении.

Таким образом обеспечивается безопасность оборудования во всех режимах: при запрете доступа, в процессе работы, а также в любых непредвиденных или нераспознанных ситуациях.

Лазерные сканеры безопасности

Safety Laser Scanners — это оптические датчики безопасности, которые:

·         Сканируют защищённую зону с помощью лазерного луча

·         Обнаруживают вторжение объектов или людей в опасную зону

·         При срабатывании передают сигнал на безопасное отключение оборудования

·         Соответствуют стандартам функциональной безопасности (ISO 13849, IEC 61496)

В процессе нормальной работы устройства сканер безопасности контролирует переднюю, правую, заднюю и левую стороны внешнего ограждения, обнаруживая объекты, проходящие в этих зонах.

При перекрытии лазерного луча объектом в пределах трёх заданных зон сканер срабатывает. Логический уровень выходного сигнала является настраиваемым. Выход реализован по двухканальной схеме OSSD с нормально замкнутыми контактами (безопасный выход). Зелёный индикатор сигнализирует о нормальной работе; красный индикатор — о состоянии срабатывания (активации защиты).

На станке установлены 4 лазерных сканера безопасности (A, B, C, D), которые обеспечивают контроль всей зоны вокруг станка (360°) и безопасность работы.

Установка четырёх лазерных сканеров безопасности по периметру станка позволяет:

1.      Устранить "мёртвые зоны" — каждый сканер отвечает за свой сектор

2.      Обеспечить непрерывный контроль 360° вокруг станка

3.      Реагировать на вторжение с любого направления независимо от положения поперечины

4.      Соответствовать требованиям безопасности для станков с открытой рабочей зоной

Схема распределения зон безопасности

Круговая система безопасности 360°: камера кругового обзора

Станок оснащён 4 камерами видеонаблюдения:

— Мониторинг зоны режущей головки — наблюдение за процессом резки в реальном времени.

— Внутренний мониторинг станка — наблюдение за движением поперечины в реальном времени.

— Мониторинг задней части защитного кожуха — наблюдение за задней зоной станка в реальном времени.

— Мониторинг передней части защитного кожуха — наблюдение за передней зоной станка в реальном времени.

Система безопасности 360° с обнаружением инфракрасными лазерными датчикам

Станок оснащён двумя устройствами обнаружения на основе инфракрасных лазерных датчиков.

Данные устройства в реальном времени контролируют состояние безопасной зоны станка. При обнаружении объекта в зоне действия инфракрасного лазерного датчика станок автоматически останавливается.

Принцип работы (общий для всех систем):

1.      Нормальное состояние — все датчики и сканеры активны

2.      Обнаружение объекта — любой из компонентов системы фиксирует нарушение

3.      Автоматическая остановка — станок безопасно останавливается

4.      Индикация — срабатывает световая/звуковая сигнализация

Инфракрасное лазерное обнаружение

В данном случае инфракрасные лазерные датчики используются как дополнительный уровень защиты для контроля безопасной зоны станка, работая совместно с:

·         Лазерными сканерами безопасности (4 шт.)

·         Камерами видеонаблюдения (4 шт.)

·         Блокировками защитных дверец

Принцип обнаружения

·         В процессе нормальной работы устройства обнаруживаются объекты, проходящие перед или за внешним ограждением. Когда лазерный луч, излучаемый лазерным датчиком, перекрывается объектом и расстояние до объекта становится меньше заданного, датчик срабатывает.

·         Логический уровень выходного сигнала и настройка «нормально разомкнут» / «нормально замкнут» являются настраиваемыми пользователем.

·         — Зелёный индикатор: выходной сигнал отсутствует.

·         — Жёлтый индикатор: выходной сигнал присутствует (состояние срабатывания).

·         — Красный индикатор: состояние ошибки (неисправность).

Основная и вспомогательная зоны управления, контроль отображения (дисплей)

Станок оснащён двумя зонами управления — основной и вспомогательной. Обе зоны оборудованы дисплеями и органами управления, что позволяет оператору работать с наиболее удобной позиции без потери контроля над процессом резки.

Двойная зона отображения и управления станка

— Главное управление: предназначено для управления работой станка и процессом обработки.

— Вспомогательное управление: предназначено для настройки (отладки) станка, визуального контроля и проверки состояния.

Такая двухзонная система управления обеспечивает:

1.      Безопасность — оператор может управлять станком из безопасной зоны

2.      Удобство — выбор наиболее удобной позиции для конкретной задачи

3.      Эффективность — сокращение времени на перемещения при наладке

4.      Гибкость — возможность параллельной работы (например, настройка с одного пульта, а наблюдение с другого)

Функциональные возможности программного обеспечения

Простая в использовании система управления: отличается высокой надёжностью, интеллектуальными функциями, поддержкой сетевого взаимодействия, отличными рабочими характеристиками и лёгкостью освоения.

Расширяемость: Поддержка внешних устройств (например, загрузки/выгрузки, сортировки и укладки (паллетирования))

Информационное взаимодействие: Центральная система управления, MES и ERP могут осуществлять обмен данными через коммуникационные протоколы OPC-UA, ADS и HTTP.

Расширяемость программного обеспечения раскроя (nesting): Поддержка всех стандартных кодовых форматов программ раскроя, применяемых в отрасли.

Самодиагностика неисправностей: наименование неисправности, место возникновения неисправности, характер проявления неисправности, способ устранения неисправности.

Черчение + CAM + Библиотека деталей 

Черчение: Поддерживает создание чертежей в режиме онлайн и оснащено базовыми функциями рисования и редактирования CAD.

CAM: Система интегрирует функции раскроя (nesting) для дополнительной резки на месте и эффективного мелкосерийного производства.

Библиотека деталей: Редактируемая библиотека деталей настраивается под продукцию предприятия, обеспечивая высокоэффективное и удобное производство универсальных деталей — прямой выбор и резка без планирования и расчёта раскроя.

Библиотека технологических функций

Интегрированная библиотека технологических функций поддерживает однокнопочный доступ к функциям: наномасштабная микросварка, контроль общей кромки, удаление грата при прожигании, управление началом/окончанием резки, охлаждение сопла, компенсация фокуса, резка отверстий с зенковкой, резка с фиксированной высотой, управление острыми углами.

Экспертная библиотека параметров

Универсальная библиотека параметров резки от низких до сверхвысоких мощностей с полным охватом всех материалов, толщин и типов газов. Устраняет сложности настройки и поддерживает однокнопочный вызов. Эта экспертная библиотека параметров устраняет проблемы настройки и поддерживает однокнопочный вызов (одно нажатие).

Технические параметры

Скорость резки (20 кВт)