Rezanie veľkoplošných panelov pre lodenice

Obr. 1 Automatizovaná linka na výrobu veľkoplošných panelov s pracovnou šírkou 13 m (Rumunsko). Rezací portál MicroStep je druhý spredu.

Slovenský výrobca CNC rezacích strojov MicroStep je vo svojom obore známym inovátorom, ktorý na pravidelnej báze prináša na trh nové, multifunkčné riešenia strojov s kombináciami rezacích a doplnkových technológii, ako aj rozsiahlejšie automatizačné riešenia. Vďaka dlhoročným skúsenostiam a nadobudnutému know-how je dnes firma schopná realizovať aj zákazky väčšieho rozsahu a tiež integrovať stroje do komplexných výrobných liniek, spolupracovať s externými dodávateľmi (napr. komunikácia strojov s automatickými žeriavmi) a systémovými integrátormi. MicroStep má zároveň bohatú históriu dodávok špičkových technológii do lodeníc a offshore: počas takmer dvoch desaťročí dodala firma stroje s rôznymi stupňami automatizácie renomovaným veľkým hráčom ako STX, Damen, Vard / Fincantieri, Royal IHC, Lürssen, Meyer, Keppel a mnohým ďalším. Väčšina týchto strojov sú typizované riešenia s úkosovým rezaním (príprava na zvary) a automatickým atramentovým značením. Z viacerých týchto zákazníkov sa časom stali globálni partneri MicroStep-u a spolupracovníci na vývoji nových riešení, vďaka ktorým je výroba na CNC strojoch z dlhodobého hľadiska spoľahlivejšia, bezpečnejšia a efektívnejšia. Medzi technológie a automatizačné procesy od MicroStep-u, vyvinuté špeciálne pre náročné prostredie lodeníc, patria napríklad: automatické zameranie polohy a rozmeru polotovaru laserovým senzorom, rozdelenie stroja na samostatne spravované pracovné zóny, komunikujúce s automatickým žeriavom, značenie čiarových kódov a QR kódov, programový balík automatizovaného riadenia činnosti rezací strojov MPM (Machine Production Management) či unikátny, patentovaný systém auto-kalibrácie rezacieho nástroja v úkosovej hlave (ACTG®).

V roku 2014 uzavrel MicroStep strategické partnerstvo s fínskym dodávateľom automatizačných zváracích riešení Pemamek Oy, vďaka čomu sa firma dostala do skupiny prominentných dodávateľov technológii pre lodiarenský priemysel.


Automatické panelové linky

Okrem štandardných rezacích aplikácií sú CNC stroje v lodiarenstve využívané aj ako súčasť automatizovaných technologických liniek na výrobu veľkoplošných panelov (obr. 1). Ide o spracovanie veľkých dielov s rozmermi až do 24 m x 24 m. Polotovar (tzv. panel) vzniká zvarením plechov v predchádzajúcej časti linky, pričom zvláštnosťou pre následné rezanie je, že hrúbka polotovaru nie je rovnaká na celej ploche. Okrem samotných rezacích hláv, umožňujúcich úkosové rezanie s rôznymi profilmi rezu (V, Y, K) bývajú stroje vybavené aj kombinovanou otryskávacou hlavou, ktorá slúži k odstráneniu základnej farby v úzkych pásoch na paneli, na ktoré sú v následnej časti linky navárané výstužné profily. Otryskávacia hlava je vybavená aj plazmovým popisovačom, ktorý počas otryskávania čiarou popisuje presné miesto, na ktoré bude privarená výstuha (obr. 2). Portál ďalej obsahuje 16-tryskovú atramentovú popisovaciu hlavu, ktorá umožňuje doplniť panel technologickými značkami a popismi.


Obr. 2 Otryskávacia a popisovacia hlava s plazmovým horákom Hypertherm HPR130xD, v pozadí atramentová popisovacia hlava a úkosová hlava pre plazmové rezanie (Rumunsko)

Funkčnosť CNC strojov určených na rezanie veľkoplošných panelov je rozšírená o prídavné črty súvisiace s tým, že veľkoplošné panely sú zvárané z plechov rôznych hrúbok, čo vyžaduje komplexné riadenie rezacieho procesu – pre rôzne hrúbky plechov je potrebné aplikovať rôzne parametre rezania ako rýchlosť rezu a rezací prúd. Prechod medzi rôznymi hrúbkami je lineárny so sklonom povrchu zväčša 1:4 až 1:3, parametre sa preto nemenia skokom, ale sú lineárne interpolované. Najkomplikovanejšou črtou týchto strojov je riadenie výšky rezu. Bežne používané riadenie výšky na konštantnú hodnotu napätia plazmového oblúka je v tomto prípade nedostatočné. Pri zmenách hrúbky na hornej strane panelu je potrebné riadiť výšku v robotickom režime podľa definovaného tvaru prechodu. Po prechode na novú hrúbku sa na krátkom úseku v konštantnej výške odmeria nová požadovaná hodnota napätia oblúka a následne je zapnutá regulácia výšky. Pri prechode cez zvary je nutné riadenie výšky deaktivovať, aby nedochádzalo k deformácii rezanej kontúry.

Ďalšou špeciálnou črtou je nastavovanie nulového bodu. V prípade veľkoplošných panelov je nutné nastavovať nulový bod vzhľadom na polohu zvarov na paneli, nakoľko výsledný produkt má presne definovanú polohu zvarov. Identifikácia zvarov na paneli môže byť realizovaná manuálne operátorom, alebo pomocou líniového laserového skenera umiestneného na otočnom držiaku, ktorý umožňuje identifikovať zvary v ľubovoľnom smere.


Obr. 3 Pojazdný operátorský stand portálu veľkoplošnej panelovej linky s riadiacou konzolou s ovládaním pomocou dotykovej obrazovky (Kanada)


Obr. 4 Technologicky náročné rezanie tenkého zvlneného panelu úkosovou hlavou s kyslíkovým plameňom (Nemecko)

Schopnosť dodávať CNC stroje pre veľkoplošné aplikácie pri výrobe lodí posunuli MicroStep medzi popredných výrobcov CNC rezacích strojov aj vo svetovom meradle. Prvá dodávka bola realizovaná v roku 2015 v lodeniciach Irving Shipbuilding v kanadskom meste Halifax, a následne boli v priebehu rokov 2016 – 2019 dodané podobné linky do USA, Nemecka a Rumunska. V súčasnosti MicroStep pripravuje dodávku panelových portálov zákazníkom v Taliansku a Francúzsku, pričom francúzska lodenica Chantiers de l'Atlantique má už od MicroStep-u iný unikátny stroj – veľkoplošný stroj na rezanie vláknovým laserom s pracovnou plochou dvakrát 20 x 3 m s posuvnou ochrannou kabínou – celková dĺžka tohto stroja je až 41 metrov.

Veľkoplošné CNC rezacie stroje sú len zlomkom firemného portfólia MicroStep-u, ktoré siaha od jednoduchých, kompaktných plazmových rezacích strojov cez komplexné rezacie centrá, ponúkajúce kombináciu obrábacích technológii a veľkoplošné panelové linky až po špecializované pracovné bunky s integráciou robotov. MicroStep si od začiatku svojho pôsobenia v strojárstve zakladá na širokej ponuke konfigurácii rezacích strojov a schopnosti vyhovieť v čo najväčšom možnom rozsahu rôznorodým požiadavkám svojich zákazníkov.