การเพิ่มมุมเอียงรอง: ขั้นตอนสำคัญเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพการตัดด้วยเลเซอร์

บทนำ

ในด้านการตัดด้วยเลเซอร์ การแสวงหาประสิทธิภาพที่สูงขึ้น คุณภาพที่ดีกว่า และต้นทุนที่ต่ำลงไม่เคยหยุดนิ่ง ในอดีต เรามุ่งเน้นไปที่การเพิ่มกำลังเลเซอร์และความเร็วในการตัด อย่างไรก็ตาม หลายบริษัทพบว่าแม้จะมีเครื่องตัดที่เร็วที่สุด พวกเขายังคงประสบปัญหาที่แก้ไขยาก: ความยากลำบากในการใช้วัสดุเหลือใช้ การสูญเสียการควบคุมในระหว่างกระบวนการตัด และความจำเป็นในการเจียรมืออย่างกว้างขวางก่อนการเชื่อม

ปัญหาเหล่านี้ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยอุปกรณ์ชิ้นเดียว; จำเป็นต้องมีโซลูชันระบบที่ครอบคลุมกระบวนการทั้งหมดจาก "การกำหนดตำแหน่งล่วงหน้า - การตรวจสอบระหว่างกระบวนการ - การเก็บงานหลังเสร็จ". วันนี้เราจะเจาะลึกว่าระบบปิดวงจรอัจฉริยะที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ทำมุมตัดรอง ระบบ "Sky Eye" ของ BOCHU และเครื่องสแกนกรอบ BCW400F-E เริ่มต้นการปฏิวัติประสิทธิภาพในการตัดด้วยเลเซอร์อย่างไร

ข้อจำกัดของโซลูชันการทำมุมตัดรองแบบดั้งเดิม

ก่อนที่โซลูชันการทำมุมตัดรองด้วยเลเซอร์จะเกิดขึ้น อุตสาหกรรมส่วนใหญ่พึ่งพาวิธีการดังต่อไปนี้:

1. การทำมุมตัดเปลวไฟกึ่งอัตโนมัติ (ที่รู้จักกันในชื่อ "เต่าน้อย")

ข้อดี: โครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย

ข้อเสีย: พึ่งพาการทำเครื่องหมายด้วยมือเพื่อกำหนดตำแหน่ง ความแม่นยำต่ำ ความเร็วช้า คุณภาพการตัดไม่เสถียรสำหรับส่วนโค้งและมุม ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ผู้ปฏิบัติงานอย่างสมบูรณ์

2. สถานีงานหุ่นยนต์

ข้อดี: มีระดับหนึ่งของระบบอัตโนมัติและความสามารถในการประมวลผลที่ยืดหยุ่น

ข้อเสีย: พื้นที่การประมวลผลจำกัด (ประมาณ 1.5ม.×1.5ม.) เนื่องจากช่วงแขนหุ่นยนต์; ใช้เปลวไฟหรือพลาสมา ความแม่นยำในการตัดต่ำ (>2มม.) และความเร็วช้า; การวางแผนเส้นทางสำหรับกราฟิกซับซ้อนมีความยากสูง และต้นทุนการดำเนินงานสูงพร้อมการพึ่งพาวัสดุอย่างมาก

ปัญหาหลักคือ: โซลูชันแบบดั้งเดิมขาดกลไกการกำหนดตำแหน่งและการชดเชยการบิดเบือนที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเกิดความคลาดเคลื่อน จำเป็นต้องมีการแทรกแซงด้วยมือ ทำให้ยากที่จะรับประกันความสม่ำเสมอและประสิทธิภาพในการประมวลผล

การเสริมความแม่นยำในระยะแรกโดยเครื่องสแกนและ Sky Eye

ก่อนที่การทำมุมตัดรองจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานเตรียมการเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งอาศัยสอง "แนวหน้า"

1. BCW400F-E Contour Scanner: จาก "การตัดแบบตาบอด" สู่ "การมองเห็น" เพื่อเพิ่มมูลค่าวัสดุสูงสุด

Core Function: เป็นเซ็นเซอร์ภาพที่ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์เส้นตรง ออกแบบมาเฉพาะสำหรับระบบตัด ภารกิจหลักคือ ทดแทนการใช้สายตาและเวอร์เนียของมนุษย์, ทำการสแกนแผ่นแบบไม่สัมผัสด้วยความเร็วสูง (โดยเฉพาะเศษวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ) เพื่อให้ได้ข้อมูลความแม่นยำสูงเกี่ยวกับกรอบ รูตำแหน่ง เครื่องหมาย ฯลฯ โดยมีความแม่นยำสูงถึง 0.005 มม.

คุณค่าการประยุกต์ใช้งาน:

1. Remnant Rebirth: เมื่อเผชิญกับเศษวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ การเขียนโปรแกรมแบบดั้งเดิมไม่สามารถช่วยได้ เครื่องสแกนสามารถรับรูกรอบดิจิทัลของเศษวัสดุได้อย่างรวดเร็ว และซอฟต์แวร์จะทำการจัดวางชิ้นส่วนอย่างชาญฉลาดเพื่อให้พอดีกับชิ้นส่วนใหม่ภายในนั้น จากนั้น ฟังก์ชันการเอียงซ้ำสามารถติดตามเส้นทางที่สร้างจากการสแกนเพื่อดำเนินการแปรรูปคุณภาพสูงบนชิ้นส่วนที่นำกลับมาใช้ใหม่เหล่านี้ได้อย่างแม่นยำเพิ่มมูลค่าสูงสุดและประหยัดวัสดุอย่างสุดขีด
2. การจัดแนวที่แม่นยำ: สำหรับชิ้นงานที่ต้องการการตกแต่งซ้ำ (เช่น การเอียง) โดยอิงจากรูหรือเครื่องหมายที่มีอยู่ สแกนเนอร์สามารถระบุคุณลักษณะอ้างอิงโดยอัตโนมัติและปรับเส้นทางตัดให้ถูกต้อง เพื่อให้ ความร่วมแกนและการเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่น ของขอบกับโครงสร้างเดิม โดยความคลาดเคลื่อนควบคุมได้ภายใน 0.02 มม.

2. ระบบ Sky Eye (ชุดอุปกรณ์อัจฉริยะสำหรับเศษวัสดุ): "ตาข่ายนิรภัยแรก" ของกระบวนการ

ฟังก์ชันหลัก: Sky Eye คือโซลูชันวิสัยทัศน์ระดับสูงที่รวมกล้องอุตสาหกรรม เลนส์แสง และอัลกอริทึมอัจฉริยะ ทำการสแกนรวดเร็วและกำหนดตำแหน่งหยาบของชิ้นส่วนที่เกิดจากการตัดตรงก่อนการแปรรูปซ้ำ

คุณค่าการใช้งาน: ก่อนเริ่มการเอียงซ้ำ จะยืนยันว่าตำแหน่งชิ้นส่วนตรงกับโปรแกรมทฤษฎีหรือไม่ เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียร้ายแรง เช่น การเอียงขอบผิด หรือเปิดเอียงผิดตำแหน่งเนื่องจากการเคลื่อนที่ของแผ่นหรือความคลาดเคลื่อนจากกระบวนการก่อนหน้า ซึ่งให้การรับประกันความแม่นยำเริ่มต้นที่สำคัญสำหรับกระบวนการตกแต่งมูลค่าสูง

ศิลปะของการกลึงความแม่นยำด้วยการเอียงซ้ำ

1. สาระสำคัญของการเอียงซ้ำ

การเอียงซ้ำไม่ใช่แค่การตัดซ้ำ แต่เป็นกระบวนการตกแต่งอิสระ ทำการกลึงละเอียดสามมิติบนขอบหลังการตัดครั้งแรกโดยควบคุมมุมหัวตัด พลังงาน ความเร็ว และแรงดันแก๊สอย่างแม่นยำ

2. คุณค่าหลักสามประการ

คุณค่าอันดับหนึ่ง: การแก้ไขข้อบกพร่อง สู่ขอบที่สมบูรณ์แบบ

รายละเอียดทางเทคนิค: การตัดครั้งแรกบนแผ่นหนาง่ายต่อการเกิดคราบตะกรัน ขอบคม และความเบี่ยงเบนตั้งฉาก (ความเอียง) การเอียงซ้ำใช้กลยุทธ์พลังงานต่ำ ความเร็วสูง และการสแกนหลายรอบเพื่อ "แกะสลักจิ๋ว" ขอบอย่างมีประสิทธิภาพ ลดความหยาบของขอบ (ค่า Ra) จาก >12.5μm เป็น 1.6-3.2μm พร้อมแก้ไขความเอียงเพื่อให้ได้ผิวตัดตั้งฉากสม่ำเสมอ

สถานการณ์การใช้งาน: ตอบสนองโดยตรงต่อข้อกำหนดเข้มงวดของคุณภาพขอบในชิ้นส่วนเครื่องจักรความแม่นยำ บล็อกวาล์วไฮดรอลิก เครื่องมือระดับสูง ฯลฯ โดยตัดกระบวนการต่อเนื่องเช่นการกัดและการเจียรออกไป

คุณค่าอันดับสอง: โซลูชันสุดยอดสำหรับการเตรียมผิวก่อนเชื่อม

รายละเอียดทางเทคนิค: สามารถโปรแกรมและกลึงร่อง V, ร่อง U, ร่อง J คู่ ฯลฯ ได้ทุกมุมตามข้อกำหนดกระบวนการเชื่อม โดยความคลาดเคลื่อนมุมควบคุมได้ภายใน ±0.5° และควบคุมความสูงของหน้ารากได้ ซึ่งให้พื้นผิวต่อเชื่อมที่สม่ำเสมออย่างยิ่ง

สถานการณ์การใช้งาน: ใช้ได้กับทุกสาขาที่ต้องการการเชื่อมคุณภาพสูง เช่น เครื่องจักรก่อสร้าง ภาชนะรับแรงดัน และระบบขนส่งทางราง ขอบเอียงที่เรียบร้อยสามารถลดช่องว่างรอยเชื่อม ปรับปรุงความสม่ำเสมอของการซึมผ่าน แก้ไขปัญหาแฝงอย่างการไม่หลอมรวมและการซึมผ่านไม่สมบูรณ์อย่างพื้นฐาน และเพิ่มความแข็งแรงโครงสร้างและประสิทธิภาพความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ

คุณค่าอันดับสาม: การเอาชนะ "ความท้าทายขั้นสุดท้าย" ของการตัดแผ่นหนา

รายละเอียดทางเทคนิค: แก้ปัญหาการตัดครั้งแรกบนแผ่นที่หนากว่า 20 มม. อาจไม่ตัดทะลุด้านล่าง ("การตัดไม่สมบูรณ์") การตัดขอบรองสามารถทำการตัดย้อนกลับโดยใช้พารามิเตอร์เฉพาะเพื่อกำจัดจุดเชื่อมต่อด้านล่างอย่างแม่นยำ รับประกันการแยกชิ้นงานอย่างสมบูรณ์และหลีกเลี่ยงการเสียรูปของแผ่นเนื่องจากพลังงานที่มากเกินไปในขั้นตอนเดียว

การตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบวงจรปิดโดยระบบ Sky Eye

ความไม่แน่นอนระหว่างการประมวลผลเป็นศัตรูสำคัญอีกประการของคุณภาพ ระบบ Sky Eye ทำหน้าที่เป็น "ผู้พิทักษ์" ในช่วงกลางของกระบวนการ

การตรวจสอบคุณภาพแบบเรียลไทม์: ในกระบวนการตัดขอบรอง ระบบ Sky Eye จะตรวจสอบพื้นที่ตัดอย่างต่อเนื่อง สามารถระบุสถานการณ์ผิดปกติอย่างชาญฉลาด เช่น "ลำแสงขาด", "หัวฉีดอุดตัน" และ "เลนส์โฟกัสสกปรก" โดยหยุดเครื่องทันทีและส่งสัญญาณเตือนเพื่อป้องกันการเสียหายเป็นชุดและปกป้องหัวตัดขอบที่มีราคาแพง

การชดเชยข้อผิดพลาดแบบไดนามิก: แผ่นงานอาจเคลื่อนที่ระหว่างการประมวลผลเนื่องจาก "การคลายของอุปกรณ์จับยึด" หรือ "การเสียรูปจากความร้อน" ทำให้เกิดความเบี่ยงเบนระหว่างเส้นทางจริงกับเส้นทางทฤษฎี ระบบ Sky Eye สามารถเปรียบเทียบทั้งสองแบบเรียลไทม์ คำนวณค่าความเบี่ยงเบน (แกน X/Y/Z) โดยอัตโนมัติ ส่งกลับไปยังระบบควบคุมเพื่อปรับตำแหน่งหัวตัดแบบไดนามิก ทำให้เกิดการชดเชยแบบปิดวงจรเรียลไทม์และรับประกันความคลาดเคลื่อนขนาดของชิ้นงานสุดท้ายคงที่ภายใน ±0.03 มม. ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลชิ้นงานขนาดใหญ่ที่ยาวหลายเมตร

การจัดเก็บข้อมูลและการติดตามย้อนกลับ: ระบบสามารถจัดเก็บภาพการตัด, พารามิเตอร์ (กำลัง, ความเร็ว) และข้อมูลความเบี่ยงเบนของแต่ละชุดชิ้นงานโดยอัตโนมัติ สร้างเป็น "บันทึกการประมวลผล" หากพบข้อบกพร่องภายหลัง สามารถตรวจสอบข้อมูลเพื่อหาตำแหน่งปัญหา (เช่น ความเบี่ยงเบนของชุดงานเกิดจากการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของแผ่น) ช่วยให้การปรับปรุงกระบวนการและตอบสนองความต้องการ "การติดตามย้อนกลับตลอดกระบวนการ" ของอุตสาหกรรมเช่น อวกาศและอุปกรณ์ทางการแพทย์

วงจรปิดการผลิตอัจฉริยะ: 1+1+1 > 3

การรวมกันของทั้งสามไม่ใช่แค่การซ้อนฟังก์ชัน แต่เป็นการสร้างวงจรปิดการผลิตที่ชาญฉลาดอย่างสูง:

• Early Stage (Scanner): "การสแกน & การกำหนดตำแหน่ง" – แก้ปัญหา "วัสดุอยู่ที่ไหน?" โดยให้ข้อมูลอ้างอิงการตัดที่แม่นยำสำหรับการตัดขอบรองและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้วัสดุสูงสุด
• Mid-Stage (Sky Eye): "การตรวจสอบ & การแก้ไข" – แก้ปัญหา "กระบวนการมีความเสถียรหรือไม่?" เพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือของกระบวนการตัดขอบรองและคุณภาพที่สม่ำเสมอ
• ขั้นตอนปลาย (การทำมุมแบบขั้นที่สอง): "การกลึงที่แม่นยำ" – แก้ปัญหา "ขอบนี้ยอมรับได้หรือไม่?" สุดท้ายได้ชิ้นงานที่มีมูลค่าสูง พร้อมใช้งานอย่างสมบูรณ์แบบ

ประโยชน์สุดท้าย: ระบบนี้สามารถลดอัตราของเสียจาก 5% เหลือต่ำกว่า 1% เพิ่มกำลังการผลิตต่อชุดขึ้น 20%-30% และกำจัดกระบวนการเจียรก่อนเชื่อมอย่างสมบูรณ์ ทำให้ได้การเก็บผิวที่แท้จริงแบบ "ไร้คนควบคุม"

วิดีโอและการแสดงตัวอย่าง：

ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมของโซลูชันการทำมุมแบบขั้นที่สองของ BOCHU

โซลูชันการทำมุมแบบขั้นที่สองของ BOCHU ไม่ใช่แค่การแทนที่กระบวนการแบบดั้งเดิมอย่างง่ายๆ แต่เป็นการอัปเกรดอย่างครบวงจรใน การใช้วัสดุ, การปรับกระบวนการ, ความสามารถในการประมวลผล, ความเร็ว & ความแม่นยำ, ต้นทุน, และความยืดหยุ่น.

1. ประหยัดวัสดุมากขึ้น

ข้อเสียของการทำมุมแบบขั้นตอนเดียว: เมื่อทำมุมโดยตรงบนแผ่นเต็ม ต้องเว้นที่ว่างระหว่างชิ้นงานสำหรับเส้นทางการตัดมุม ส่งผลให้เกิดของเสียจากแผ่นมาก

การปรับปรุงด้วยการทำมุมแบบขั้นที่สอง: เริ่มด้วยการตัดตรงเพื่อเตรียมชิ้นงานให้สามารถตัดขอบร่วมกันได้สูงสุด จากนั้นจึงทำการเก็บมุม

คำอธิบายภาพ: การตัดครั้งเดียวและขอบทั่วไป

ผลลัพธ์จริง: เมื่อเทียบกับการทำมุมแบบขั้นตอนเดียว การทำมุมแบบขั้นที่สองสามารถลดพื้นที่เสียหายได้อย่างมาก เพิ่มการใช้วัสดุขึ้น 5%–10% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแผ่นหนาขนาดใหญ่

2. การปรับกระบวนการที่ง่ายขึ้น

ยกตัวอย่างการประมวลผลมุมแบบ K บนแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 30 มม. (มุมมุมบนและล่าง 45° ความสูง 10 มม. รากหน้า 10 มม.):

การทำมุมแบบขั้นตอนเดียว: ความหนาจริงของการตัดมุมถึง 42.4 มม. ต้องใช้พลังงานตัดสูง; เศษตะกรันเป็นตะกรันแข็ง ทำความสะอาดยาก

การทำมุมแบบขั้นที่สอง: ต้องตัดความหนาเพียง 14.1 มม. ความต้องการพลังงานตัดลดลงถึงสองในสาม; เศษตะกรันเป็นตะกรันนุ่ม จัดการได้ง่ายกว่า

ความแตกต่างของผลลัพธ์: การทำมุมแบบขั้นที่สองมีความเร็วในการตัดที่เร็วกว่า โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กกว่า คุณภาพผิวตัดดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และความสม่ำเสมอในการเชื่อมต่อในขั้นตอนถัดไปดีกว่า

3. ความสามารถในการประมวลผลที่แข็งแกร่งขึ้น

ความสามารถในการประมวลผลของการทำมุมแบบขั้นตอนเดียวแบบดั้งเดิมถูกจำกัดด้วยกำลังเลเซอร์ ในขณะที่การทำมุมแบบขั้นที่สองสามารถทะลุผ่านข้อจำกัดนี้ได้โดยการปรับกระบวนการแยกย่อย: