14.06.2018

14.06.2018

Pod kování

D kuji vedoucímu mé bakalá ské práce Ing. Martinu Lachmanovi, Ph.D. za jeho čas, který mi v noval a cenné nápady a p ipomínky, které mi dal k ešenému tématu. Dále bych cht l pod kovat Ing. Petru Zelenému, Ph.D., se kterým jsem absolvoval exkurzi ve firm Vanad 2000 a.s., kde jsem mohl naživo vid t problematiku týkající se daného tématu. V neposlední ade bych cht l pod kovat své rodin za podporu a všem ostatním, kte í mi už jakkoliv p i vypracování bakalá ské práce pomohli.

TÉMů: DESIGNOVÝ NÁVRH P ÍDAVNÉ ROTAČNÍ OSY PRO LASEROVÉ EZÁNÍ TRUBEK

ANOTACE: Bakalá ská práce se zabývá tématem ezání trubek pomocí laseru a návrhem konstrukce p ídavné rotační osy pro laserové ezání trubek do již existujícího laserového stroje v laborato i Technické univerzity v Liberci. Úvodní část se v nuje p edstavení současného stavu laserového stroje. V teoretické části je vysv tlen základní princip ezání laserem, jsou zde uvedeny základní typy laser a poté následuje seznámení s problematikou ezání trubek a profil . Práce pokračuje rešerší, ve které jsou zmín ny laserové stroje na ezání trubek prodávající se na trhu. V praktické části je p edstaven vlastní designový návrh p ídavné rotační osy na laserové ezání trubek.

KLÍČOVÁ SLOVů: laser, laserový ezací stroj, p ídavná rotační osa, laserové ezání trubek, designový návrh

THEME: DESIGN PROPOSAL FOR ADDITIONAL ROTARY AXIS

LASER CUTTING OF TUBES

ANNOTATION: The bachelor thesis deals with the topic cutting of tubes using laser and the design of an additional rotary axis for laser cutting of tubes into an existing laser machine in the Technical University of Liberec. The introduction part is devoted to the present state of the laser machine. The theoretical part explains the basic principle of laser cutting, the basics types of lasers, followed by the introduction of the problems in pipe and profile cutting. The thesis continues with the researche in which there are mentioned laser cutting machines for tubes sold on the market. In the practical part is presented the own design of the additional rotary axis for cutting tubes using laser.

KEYWORDS: Zpracovatel: TU v Liberci, Fakulta strojní, Katedra výrobních systém a automatizace

Počet stran: 43 Počet p íloh: 5 Počet ilustrací: 30 Počet tabulek: 2

6

Obsah

Seznam použitých termín a symbol ... 8

Úvod ... 9

1. Laserový stroj v laborato ích KSA ... 10

1.1. Konstrukce laserového stroje ... 11

2. ezání laserem ... 12

2.1. Princip ezání laserem ... 13

2.1.1. Sublimační ezání ... 13

2.1.2. Tavné ezání ... 14

2.1.3. ezání plamenem ... 14

2.2. Základní typy laser ... 14

2.2.1. Nd:YAG laser ... 14

2.2.2. CO2 laser ... 16

2.2.3. Diskový laser ... 16

2.2.4. Vláknový laser ... 17

2.3. ezání trubek a profil ... 18

2.3.1. Kvalita ... 19

2.3.2. 2D ezání trubek ... 19

2.3.3. 3D ezání trubek ... 20

2.3.4. Systém ízení vzdálenosti ... 21

2.3.5. Zpracování trubek s hranami ... 21

2.3.6. Vlivy na protilehlou stranu ... 23

2.3.7. Od ezávání částí trubky ... 23

3. Laserové ezací stroje trubek ... 25

3.1. Stroje určené jen na ezání trubek ... 25

3.1.1. 3D stroje ... 25

7

3.1.2. 2D stroje ... 26

3.2. P ídavné rotační osy ... 27

3.2.1. Vanad RotCUT ... 27

3.2.2. Trumpf RotoLas ... 28

3.2.3. THUNDER Laser rotary axis ... 28

4. Vlastní designové ešení ... 29

4.1. Omezení p i návrhu ... 29

4.2. Desková konstrukce ... 30

4.2.1. Motor s p evodovkou ... 31

4.2.2. Univerzální sklíčidlo ... 33

4.2.3. St edící kužel ... 34

4.2.4. Válcová podp ra ... 35

4.2.5. Základní deska ... 36

4.3. Manipulace se za ízením ... 37

4.4. Uchycení za ízení ... 37

4.5. Kalibrace za ízení ... 37

4.6. Umíst ní ve stroji ... 39

5. Záv r ... 40

Seznam použitých zdroj ... 41

Seznam p íloh ... 43

8

Seznam použitých termín a symbol

Kovové páry sloučeniny kov , které vznikají vypa ováním

Rádius polom r

Ot ep ostré b ity na hranách obrobku

KSA Katedra výrobních systém a automatizace

CAD Compter-aided design, počítačem podporované projektování GANTRY V portálové konstrukci závisle pracující pohony

DIN Deutsche Industrie-Norm, N mecká národní norma NC Numerical control, číslicov ízený

CNC Computer numerical controlled, počítačem ízený

v [m/s] rychlost posuvu

[rad/s] úhlová rychlost n [ot/min] rychlost otáčení

r [mm] polom r

9

Úvod

Laser je obdivuhodné univerzální za ízení. Od roku 1ř60, kdy byl postaven první laser, pronikl z laborato í do r zných oblastí v dy. Své uplatn ní našel v pr myslu, léka ství, kosmetice a um ní. Jeden z nejužitečn jších nástroj dneška nás provází prakticky na každém kroku.

V léka ství se lasery používají p i operacích a r zných chirurgických výkonech, v elektrotechnice se lasery používají nap íklad na výrobu termočlánk . Ve strojírenství se lasery používají k ezání plech , trubek i profil , ke gravírování, sva ování, kalení, vrtání, obráb ní a další. K ezání materiál , které je založeno na p em n sv telné energie na energii tepelnou, byly lasery poprvé použity v 70. letech 20. století. Od té doby se jejich využití stále více zvyšuje p edevším kv li jejich kladným vlastnostem. Díky své produktivit a cen otevírají nové možnosti. Konstrukté i čím dál více sází na p ednosti trubek a profil ezaných laserem kv li vysoké p esnosti bez ot ep a minimálnímu odpadu materiálu.

D lení materiál laserem je v dnešní dob čím dál více používáno, a proto je zapot ebí rozší it portfolio díl , které lze na stroji vyrobit. Tato bakalá ská práce se zam uje na návrh konstrukce p ídavné rotační osy na laserové ezání trubek do již existujícího laserového stroje v laborato i KSů Technické univerzity v Liberci.

První část bakalá ské práce je zam ena na p edstavení současného stavu laserového stroje, který je umíst n v laborato i Technické univerzity v Liberci v budov L. Druhá část pojednává o principu ezání laserem. Popisuje základní typy laser , které se používají k ezání. Záv r druhé části je v nován problematice ezání trubek a profil . T etí část práce je pojata jako rešerše stroj , které lze na laserové ezání trubek koupit. V poslední části je p edstaveno vlastní designové ešení p ídavné rotační osy pro laserové ezání trubek do stroje popsaného v první části bakalá ské práce.

Výstupem práce je digitální 3D model za ízení v programu Autodesk Inventor 2018 professional, který rozši uje portfolio vyrobitelných díl na laserovém stroji.

10

1. Laserový stroj v laborato ích KSA

Laserový stroj je umíst n v budov L Technické univerzity v Liberci v laborato i KSů. Celé za ízení se skládá z více částí. O pohyb všech servomotor se stará ídicí systém Sinumerik 840D od firmy Siemens, ve kterém jsou použity moduly SIMODRIVE 611 s označením 6SN1123-1AA00-0CA2.

Dále je zde zdroj laseru GSI JK400FL od firmy GSI Group. Jedná se o vláknový laser o výkonu 400 W s vlnovou délkou 10Ř0 nm. [1] Zdroj laseru je chlazen vodou, o jejíž distribuci a chlazení se stará za ízení TůEevo M03 od firmy MTů. Chladící výkon za ízení je 1,4 kW p i okolní teplot 25 °C. [2] ezací hlava je od stejné firmy jako zdroj laseru (GSI Group).

Laserový paprsek je od zdroje k ezací hlav veden optickým vláknem. Jelikož se paprsek v optickém vláknu p ímo generuje, je pot eba mít za zdrojem laseru místo minimáln 100 mm, aby se vlákno nedeformovalo. Maximální polom r ohybu optického vlákna je 75 mm. [3]

Vlákno je k ezací hlav vedeno po stran energetického et zu, čímž je zajišt n bezpečný pohyb optického vlákna bez rizika poškození.

Obr. 1.1 SIMODRIVE 611

11

P i ezání laserem vznikají škodliviny, a proto je laserový stroj vybaven odsávacím za ízením.

O filtraci se stará filtrační za ízení ůD Oracle od firmy BOFů. P ipevn ní ke stroji zajiš uje potrubí o pr m ru Ř0 mm, které je v jednom míst vyvedeno skrz bočnici stroje. [4]

1.1. Konstrukce laserového stroje

Základní konstrukce stroje je sestavena z hliníkových profil od firmy MayTec. Profily jsou použity ve dvou velikostech, 80×80 mm a 40×Ř0 mm. Základní rozm ry rámové konstrukce jsou 1820×1520×670 mm.

O pohyb se starají servomotory od firmy Siemens, které pohání lineární osy BSU 160 od společnosti HIWIN. Na laserovém stroji jsou tyto osy použity čty ikrát. V ose Y jsou použity dv navzájem vodorovné lineární jednotky v režimu GůNTRY. Ty mají rozsah pohybu 800 mm a jsou p ipevn ny na vrchní stran rámové konstrukce. Na jezdce osy Y je p ipevn na lineární osa X s délkou pohybu 1100 mm. Na ose Z, která je upevn na na jezdci osy X, je upevn na laserová ezací hlava. Tato osa umož uje ezací hlav výškovou polohovatelnost až 2ř0 mm od roštu.

Celý horní prostor stroje je zakrytován m chy od firmy Hennlich. M chy zamezují p ístupu prachu a nečistot ke kuličkovým šroub m v lineárních osách. Na spodní stran rámové konstrukce je na hliníkových profilech umíst n rošt, který se skládá ze dvou částí. Celý stroj je Obr. 1.2 Současný stav laserového stroje

12

zakrytován polykarbonátovými deskami, jež zabra ují úniku spalin a nečistot do ovzduší a pomáhají lepší funkčnosti filtračního za ízení.

2. ezání laserem

ezání materiál pomocí laseru je založeno na p em n sv telné energie na energii tepelnou.

Poprvé byly lasery použity k ezání v 70. letech 20. století. Jednalo se o CO2 lasery o výkonu (200 – 500) W. V dnešní dob jsou CO2 lasery nahrazovány vláknovými lasery, které mají výhodu v jednodušší konstrukci, robustnosti a modularit .

N které materiály jako nap íklad um lé hmoty, d evo, keramika, pryž apod. absorbují laserový svazek pom rn dob e, a proto jsou i laserem dob e ezatelné i bez technologických plyn . Naopak kovové materiály absorbují laser h e, a proto musíme p idávat technologické plyny jako je nap íklad kyslík. Materiály s vysokou odrazivostí paprsku (hliník, m ) se ežou ješt obtížn ji.

ezání je v dnešní dob nejvíce používaná aplikace výkonových laser ve strojírenství.

Výhodou ezání laserem je, že nezáleží na mechanických vlastnostech materiál . Laserem dokážeme d lit tém všechny technické materiály.

Mezi základní charakteristiky ezání laserem pat í:

• Rychlost ezání – závisí na typu laseru, jeho výkonu, zp sobu ezání, na tlouš ce a typu materiálu a na požadované kvalit ezu.

• Kvalita ezu – Hodnotí se dle drsnosti ezu (pohybuje se okolo Ra 3,6 – Ra 12) a dle tlouš ky tepeln ovlivn né oblasti (0,05 – 0,2 mm).

• Ší ka ezu – Závisí p edevším na typu laseru, tlouš ce a druhu materiálu (0,02 – 0,2 mm). [5]

13

2.1. Princ ip ezání laserem

P i ezání laserem m že docházet ke t em r zným proces m:

• Sublimační ezání

• Tavné ezání

• ezání plamenem

2.1.1. Sublimační ezání

P i sublimačním ezání se materiál z místa ezu odpa uje. ůby k tomu došlo, je pot eba do místa ezu dodávat vysokou intenzitu laserového zá ení. Toho dosáhneme vhodným nastavením parametr laseru a fokusační optiky. Kovové páry, které p i sublimačním ezání vznikají, jsou vyfukovány z místa ezu asistenčním (technologickým) plynem. Jako asistenční plyn se v tšinou používá argon nebo dusík, aby nedocházelo v míst ezu k oxidaci materiálu. P i sublimačním ezání je ez kvalitní, hladký a bez ot ep . [6]

Obr. 2.1 Princip laserového ezání [6]

14 2.1.2. Tavné ezání

P i tavném ezání není pot eba takového výkonu laseru jako p i sublimačním ezání, protože se materiál nevypa uje, ale pouze taví. Roztavený materiál je z místa ezu vyfukován proudem inertního plynu (argon, dusík) [6].

2.1.3. ezání plamenem

P i ezání plamenem se jako technologický plyn používá kyslík. Materiál je zah íván na teplotu vyšší než zápalnou, čímž dojde k exotermické reakci, která dodává procesu ezání energii.

Oproti sublimačnímu a tavnému ezání je ezání plamenem asi dvakrát rychlejší, ale kvalita ezu není tak dobrá, pro v tšinu aplikací však dostačující. Používá se v tšinou p i ezání b žných a konstrukčních ocelí [6].

2.2. Základní typy laser

V současnosti se v pr myslu používají čty i základní typy laseru. Každý má své výhody, nevýhody a typické aplikace. Lasery se d lí dle typu buzení, provozního režimu (kontinuální, pulzní) a dalších parametr . Mezi základní typy laser používaných k ezání pat í laser Nd:YAG, CO2, diskový a vláknový.

2.2.1. Nd:YAG laser

Jedná se o historicky nejstarší typ laseru používaného v pr myslu. Pat í mezi pevnolátkové lasery. Zde je aktivním prost edím pečliv vyp stovaný homogenní krystal yttriumaluminumgranát dopovaný neodymem. Dosahuje výkon 100 až 4000 W. Paprsek má vlnovou délku 1,06 µm. Je vhodný pro vrtání, sva ování, ezání a žíhání. V léka ství se používá i jako skalpel. Podle typu buzení se d lí na lasery buzené výbojkou (LPSS) nebo lasery buzené diodami (DPSS).

15

LPSS lasery mají malou účinnost p em ny elektrické energie na sv telnou, protože velká část energie se ve výbojce p em ní na teplo, proto je nutno tyto lasery intenzivn chladit, nejčast ji vodou. LPSS lasery se dnes používají p evážn v pulzním režimu pro sva ování a vrtání otvor (nap . v leteckém pr myslu). Nevýhodou t chto laser je nízká životnost výbojek (cca 1000 hodin) a vysoké provozní náklady spojené s nízkou účinností.

DPSS lasery se používají nejčast ji také v pulzním režimu, kdy laser generuje velmi krátké pulsy v ádech nanosekund. Hlavní použití je pro značení a gravírování kov , plast a dalších materiál . Pokud porovnáme DPSS lasery s LPSS lasery, tak DPSS mají vyšší účinnost, tudíž mají i nižší nároky na chlazení. Dále mají vyšší životnost než LPSS lasery. Použití t chto laser v pr myslu se v posledních letech stále více snižuje a nahrazují je vláknové pulzní lasery, které mají v podstat samé výhody. [7]

Obr. 2.2 LPSS Nd:YAG laser [7]

16 2.2.2. CO2 laser

CO2 lasery pat í mezi plynové lasery (aktivním prost edím je sm s plyn obsahující oxid uhličitý). Buzení laseru je bu radio-frekvenčn (RF) nebo elektrickým výbojem (DC), který zapaluje sm s plyn CO², N2 a He. CO2 lasery jsou charakteristické vysokou spolehlivostí, dlouhou životností a nízkými provozními náklady. Tyto lasery mají široké spektrum využití, jako je gravírování, značení, sva ování a ezání kov a nekov (plasty, plexiskla atd.). Velkou nevýhodou CO² laseru je, že kv li vlnové délce 10,6 µm nem žeme vést paprsek optickým vláknem. Proto se pro vedení paprsku musí používat soustava zrcadel, která se musí pravideln kalibrovat a udržovat čistá. [7]

2.2.3. Diskový laser

Jedná se o pom rn nový laser, který vyvíjí p edevším firma Trumpf. Základní princip se podobá Nd:YůG laseru s tím rozdílem, že zde je aktivním prost edím malý disk. Mezi výhody tohoto laseru pat í rovný teplotní profil po celém disku, což umož uje laseru dosahovat vysokých výkon (až 16 kW) s dobrou kvalitou výstupního svazku. Vzhledem k jeho výkonu se používá ve sva ování a k ezání kov . Nevýhodou je menší účinnost (15 – 20 %) a nižší životnost než t eba u vláknových laser . [7]

Obr. 2.3 RF CO2 laser [7]

17 2.2.4. Vláknový laser

Je to technologicky nejmodern jší typ pevnolátkového laseru. Jako aktivní prost edí je zde použito optické vlákno dopované yterbiem. Buzení, které vzniká v laserových diodách, je vedeno p es optickou spojku do optického vlákna s Bragovskými m ížkami, což jsou struktury p ímo na optickém vlákn . Zá ení z optického vlákna je pak ve výstupním kolimátoru formováno na laserový paprsek.

Vláknové lasery mohou pracovat v r zných režimech. Mohou být kontinuální (CW), pulzní nebo kvazipulzní. Mezi hlavní výhody vláknového laseru pat í jeho jednoduchost, robustnost a modularita, která je u tohoto laseru jedinečná. Spojováním laserových modul m žeme postupn navyšovat výkon (až Ř0 kW). Další výhodou je vysoká účinnost (30 – 35 %), s níž jsou spjaty nízké provozní náklady. Mezi další výhody pat í vysoká životnost (100 000 h), malé prostorové nároky a vysoká kvalita laserového paprsku.

Díky vysokému výkonu a režim m, ve kterých laser m že pracovat, nachází velice široké uplatn ní. Používá se na ezání kov , sva ování, značení, gravírování nebo i mikroobráb ní. [7]

Obr. 2.4 Vláknový laser [7]

18

2.3. ezání trubek a profil

Laserem lze krom plech ezat i trubky r zných profil , jak otev ených, tak uzav ených. Mezi základní profily, které se ežou laserem, pat í:

Tab. 2.1 standartní pr ezy trubek [8]

Kulatá trubka

Čtvercová trubka

Obdélníková trubka

Kulatá oválná trubka

Plochooválná trubka

Na laseru lze ezat i profily s vnit ními rádiusy. ůle zde nám vzniká omezení týkající se geometrie ezací hlavy a ezací trysky. Proto je nemožné zpracovávat profily s malým vnit ním rádiusem, protože by došlo ke kolizi ezací hlavy s ezaným materiálem. Pokud zvolíme dostatečn velký rádius, problému se m žeme vyhnout. [8]

Obr. 2.5 Problematika zpracování malých rádius [8]

19 2.3.1. Kvalita

Na pr b h, výslednou kvalitu a p esnost ezu má vliv i počáteční kvalita zpracovávané trubky.

Kvalita trubky je určena t mito faktory:

• Odchylka rovnosti

• Odchylka pr m ru

• Odchylka tlouš ky st ny

• Zkroucení

• Výrobní proces (sva ováním, protlačováním, …)

• Kvalita povrchu (drsnost, koroze)

• Prom nlivost zaoblení roh [8]

2.3.2. 2D ezání trubek

B hem 2D ezání trubek je laserový paprsek vždy kolmý na ezanou st nu, tudíž nedochází k žádné zm n tlouš ky materiálu b hem ezu. Laser je orientován v horizontální rovin , zatímco trubka se otáčí kolem své osy. Ideální linie ezu je tedy dosaženo pouze p i p echodu od vn jšího k vnit nímu povrchu a naopak. 2D ezem lze vyrobit pouze trubky, které budou p iléhat jednou vn jší a jednou vnit ní hranou. Takto provedené spoje jsou dostačující pro konvenční sva ování s p ídavným drátem. [8]

Obr. 2.6 2D ezání trubek [8]

20 2.3.3. 3D ezání trubek

Pro vytvo ení perfektn p iléhajících ploch, kde je v kontaktu celá plocha ezu po celém obvodu, musíme využít 3D ezání. Takto vytvo ené dosedací plochy jsou nezbytné pro laserové sva ování. Laser v tomto p ípad není veden kolmo na ezaný povrch, ale svírá s ním úhel nastavení.

3D ezání trubek má však svá technologická omezení a doprovází ho problémy, které jsou zp sobeny úhlem nastavení.

Negativním jevem p i 3D ezání je, že se v pr b hu ezu m ní tlouš ka ezaného materiálu.

Pokud chceme mít kvalitní ez v celém pr ezu, musíme pr b žn upravovat parametry procesu. ešení nabízí dv metody. První metoda se dá využít spíše pro kusovou výrobu.

Nastavíme menší ezné rychlosti v pr b hu celého ezu, nejčast ji se volí podle místa s nejv tší tlouš kou. Druhá metoda je založena na postupném upravování ezné rychlosti tak, abychom dosáhli co nejv tší efektivity. Tento zp sob se vyplatí hlavn v sériové výrob . Laserové za ízení má v sob v tšinou p edem určené tabulky hodnot parametr k jednotlivým tlouš kám materiálu, takže v pr b hu ezání pouze p epíná mezi jednotlivými tabulkami.

Problém, se kterým se b hem 3D ezání m žeme setkat je, že technologický plyn, který je p i ezání používán, se m že odchylovat. To má za následek, že se nedostane dostatečné množství plynu do ezné spáry. P i ezání kyslíkem to znamená v tší vytvá ení ot ep a opálení ezných Obr. 2.7 3D ezání trubek [8]

21

hran. P i ezání dusíkem se také tvo í ot epy, což je zp sobeno nedostatečným vyfukováním taveniny z místa ezu.

P i 3D ezání je díky kapacitnímu vym ování vzdálenosti prom nná i vzdálenost ezací hlavy od ezané plochy. To zp sobuje chyby v zaost ení paprsku, což m že vést k horším ezným hranám. V tšinou je i rychlost ezání mnohem menší oproti 2D ezání. Proto se p i návrhu dílu musíme rozhodnout, zda pot ebujeme tak p esné dosedací plochy, které nám 3D ez m že poskytnout za v tší cenu, nebo nám postačí 2D laser. [8]

2.3.4. Systém ízení vzdálenosti

Systém ízení vzdálenosti nám určuje vzdálenost mezi ezací tryskou a povrchem materiálu kapacitn . Trysku a povrch m žeme považovat za dv kondenzátorové desky umíst né proti sob . Mezi t mito deskami se vytvá í kapacita, která je závislá na jejich vzdálenosti. ídicí systém pomocí zm ené kapacity pak vypočítá vzdálenost a m že ji b hem procesu upravovat.

P i ezání kulatých trubek musíme vzdálenost proti plech m upravovat. D vodem je, že kv li zaoblení trubky je kapacita jiná než u rovinné desky a tryska je blíž, než by m la být. Proto v tabulkách NC programu musí být upravené vzdálenosti pro trubky proti deskám. [8]

2.3.5. Zpracování trubek s hranami

P i ezání trubek s hranami se p edevším zam ujeme na zpracování hran. V závislosti na velikosti polom ru a rozm rech hrany musíme upravovat vzdálenost trysky a rychlost ezu.

Základní charakteristická vzdálenost trysky se nastaví uprost ed nejv tší rovinné plochy. P i p echodu z rovinné plochy na zaoblení se skutečná ezná vzdálenost snižuje, což je zp sobeno zm nou kapacity. Pokud laser najíždí na malý polom r zaoblení rohu pod úhlem 45°, Obr. 2.8 korekce vzdálenosti u trubek [8]

22

vzdálenost se extrémn sníží a m že dojít ke kolizi trubky s tryskou. Proto musíme p edem v programu nastavit korekci vzdálenosti pro hrany.

P i ezání vnit ních hran platí podobné pravidlo jako u vn jších hran s tím rozdílem, že čím menší rádius máme, tím je tryska více vzdálena od ezné plochy. Navíc zde ješt musíme dávat pozor, aby nedošlo ke kolizi trysky s trubkou kv li geometrickým rozm r m trysky a ezaného materiálu (Obr. 2.5).

ezání hran nám ovliv uje i rychlost posuvu, kterou musíme také upravovat. Rychlost ezání hran trubek je závislá na více faktorech. Jedním z nich je konstrukční ešení stroje, a to maximální rychlost a zrychlení rotační osy, ve které je trubka umíst na.

S menším rádiusem hrany klesá i ezná rychlost, protože laser musí u íznout v tší tlouš ku materiálu. S v tším rádiusem vn jší kružnice hrany také klesá ezná rychlost. [8]

Obr. 2.9 ezná vzdálenost u vn jších hran [8]

Obr. 2.10 ezná vzdálenost u vnit ních hran [8]

23 2.3.6. Vlivy na protilehlou stranu

Na rozdíl od zpracovávání plech má trubka vždy stranu protilehlou k ezané, což m že zp sobit následující problémy.

Prvním problémem, se kterým se m žeme setkat, je post íkání vnit ní strany trubky taveninou, která je vyfukována z ezu technologickým plynem. Dále m žeme necht n ezat ob strany trubky nebo m že docházet k silnému zah ívání materiálu. Tyto problémy nastávají p edevším p i ezání tenkost nných trubek s malým pr m rem.

Proti rozst iku taveniny m žeme použít clonu, která se p ed ezáním umístí dovnit trubky.

Slouží k absorpci p ebytečné energie laseru a zachytává na svém povrchu taveninu. Další možností je ezání se sníženým výkonem laseru. [8]

2.3.7. Od ezávání částí trubky

P i odd lování hotových díl se obrobek od zbytku trubky musí od íznout. P i tomto procesu vznikají problémy, které závisí na tvaru dílu. Díl se m že zachytit za zbytek trubky nebo se m že naklopit a narazit do ezací trysky a poškodit ji. K t mto problém m dochází hlavn u díl , které odd lujeme pomocí složitých tvar . Jako p íklad m žeme uvést bajonetový uzáv r.

[8]

Obr. 2.11 Bajonetový uzáv r [8]

24

Pokud je trubka u íznuta pod p íliš velkým úhlem, dochází k jejímu naklopení a m že dojít ke kolizi s tryskou a k jejímu poškození. Tomu se m žeme vyhnout naprogramováním programu tak, aby se od íznutá část nenakláp la, ale pouze odpadla.

Další možností jak zabránit kolizi od íznutého dílu s tryskou je použití trnu proti rozst iku, na kterém trubka po od íznutí z stane viset. [8]

Obr. 2.12 Zp soby odpadávání díl [8]

25

3. Laserové ezací stroje trubek

Trubky a profily se dnes používají všude, od strojírenství a výroby za ízení až po nábytká ský pr mysl. Laser p itom otevírá nové možnosti výroby, proto se ezání laserem začíná čím dál více uplat ovat díky své produktivit a cen . Laserové stroje pro ezání trubek se dají po ídit p ímo jen na ezání trubek nebo jako p ídavná rotační za ízení ke stroj m určeným k ezání plech . Dále je m žeme d lit podle použitého laseru k ezání (CO2, vláknový, …) nebo zda se jedná o 2D nebo 3D laser.

3.1. Stroje určené jen na ezání trubek

Tyto stroje jsou zam eny čist jen na zpracování trubek a profil , tudíž nejsou tak multifunkční jako stroje s p ídavnou osou, zato bývají mnohokrát produktivn jší a výrobky mohou mít i lepší kvalitu. Často jsou vybaveny zásobníky s automatickými podavači.

3.1.1. 3D stroje

Jako zástupce této skupiny laser lze uvést produkt od firmy TRUMPF GmbH + Co. KG a jejich za ízení TruLaser Tube 5000 fiber. Jedná se o pevnolátkový diskový laser o maximálním výkonu 3000 W. Takto silný laser dokáže dle výrobce ezat až Ř mm silný plech z konstrukční oceli, až 5 mm z ušlechtilé oceli a až 4 mm z hliníku. Maximální délka trubky jakou lze zpracovat je Ř m. Maximální pr m r kulaté trubky jaký lze upnout je 152 mm. Stroj je schopen provád t i šikmé ezy pod maximálním úhlem 45°. [9]

Obr. 3.1 TruLaser Tube 5000 fiber [9]

26

Stroj je dále vybaven dalšími technologiemi, které zvyšují jeho autonomii, rychlost a kvalitu.

Nap íklad funkce SeamLine Tube umí rozeznat na vložených trubkách svary nebo značky tak, aby byly všechny trubky ve stroji stejn vyrovnány. Mezi další funkce pat í senzorové systémy, které rozpoznají, zda byl díl správn odveden. Mezi funkce zvyšující rychlost pat í RapidCut, což jsou rychlé posuvy pevnolátkového laseru již u malých obrys . P edevším u tenkých materiál to znamená enormní zvýšení produktivity. Technologie PierceLine dokáže monitorovat proces zapichování. Jakmile je materiál zcela pro íznut, je proces zapichování ukončen. Tato technologie zvyšuje kvalitu a snižuje výsledný čas obráb ní. Stroj je dále vybaven automatickou nakládací jednotkou LoadMaster Tube. Žlab, do kterého lze umístit svazek profil , automaticky p ipraví surový materiál. [9]

3.1.2. 2D stroje

Mezi stroje určené pouze pro 2D ezání trubek pat í nap íklad stroj Lasertube LT5 od firmy BLM Group. Konstrukčn je velice podobný ešení od firmy Trumpf TruLaser Tube 5000 fiber.

P i ezání kruhové trubky je laser stále na jednom míst a veškerý pohyb koná jenom trubka.

Otáčí se a zárove se posouvá ve sm ru vlastní osy. Stroj je schopen zpracovávat trubky rozdílných profil . Je vybaven automatickým zásobníkem a disponuje mnohými funkcemi. [10]

Lasertube LT5 disponuje vláknovým laserem o výkonu 1 kW s možností upnout trubku o maximálním pr m ru 120 mm a délce 6,5 m. Stroj je ovládán systémem Sinumerink Ř40D od firmy Siemens, což je stejné za ízení jako je použito u laserového stroje v laborato ích KSů.

[10]

Obr. 3.2 Lasertube LT5 [10]

27

3.2. P ídavné rotační osy

Takto univerzálních za ízení, která by mohla zpracovávat plechy i trubky, se na trhu p íliš nevyskytuje. P esto najdeme firmy, které tato ešení nabízejí.

3.2.1. Vanad RotCUT

Česká firma Vanad a.s., zabývající se výrobou stroj k termickému ezání, má ve své nabídce za ízení RotCUT. Jedná se o p ídavnou rotační osu k laserovým stroj m KOMPůKT laser a MIRON laser od stejnojmenné firmy. Stroje RotCUT vynikají jedinečnou p esností, spolehlivostí a výkonem. Za ízení lze konfigurovat na p ání zákazníka. Stroj se skládá z upínacího sklíčidla, motoru s planetovou p evodovkou a z podp rných lunet na dráze, aby je bylo možno rychle p esouvat. [11]

Díky variabilit za ízení lze ezat i r zné ocelové konstrukce jako jsou ocelové haly, mosty, plošiny, zábradlí, nádrže a jiné. Za ízení lze použít i jako rozší ení stávajícího CNC centra nebo jako samostatné pracovišt . [11]

Mezi hlavní výhody, které výrobce uvádí, pat í snadná obsluha, osv dčená robustní konstrukce umož ující dosažení vysoké p esnosti zhotovovaných tvar , minimální investiční náklady, variabilita tvorby pálicích plán , spolehlivý a uživatelsky p ív tivý systém ovládání, vysoká univerzálnost pracovišt ve spojení se standardním pálicím strojem Vanad a p evod pohybu z programu v ose „Y“ do rotační osy „Rc“ v pr b hu pálení. [11]

P i kombinaci za ízení KOMPůKT Laser + RotCUT je maximální pr m r trubky, jaký m žeme upnout, 246 mm. Délka je závislá na velikosti za ízení KOMPůKT Laser, p i nejv tším ešení je to až 2,5 m. P i kombinaci se strojem PROXIMů lze upnout trubku s maximálním pr m rem 1000 mm a délkou až 6 m. [11]

Obr. 3.3 MIRON Laser + RotCUT [11]

28 3.2.2. Trumpf RotoLas

Další firma, která nabízí kombinaci stroje pro ezání plech i trubek, je TRUMPF GmbH + Co. KG. Ve své nabídce má za ízení TruLaser 3030/3040, ke kterému je možné si jako dodatkovou výbavu koupit za ízení RotoLas, čímž se rozší í spektrum obrobitelných díl o trubky a profily.

3.2.3. THUNDER Laser rotary axis

Zajímavé ešení nabízí firma THUNDER LůSER. Vyrábí stolové lasery pro ezání a gravírování. Jelikož výkon t chto laser se pohybuje okolo 100 W (max. 130 W), je spektrum materiál , které lze ezat, menší. Lze ezat nap . d evo, plasty, r zné tkaniny, k ži, papír nebo korek. Kovy jako ocel nebo hliník u íznout nedokáže, ale m že do nich gravírovat. P ídavné rotační za ízení se skládá z desky, na které je umíst n servomotor. Servomotor pohání univerzální sklíčidlo p es ozubený emen. Na desce je dále kolejnice s vozíkem, na kterém je upevn n vyst e ovací kužel. Montáž tohoto za ízení je velice jednoduchá. Celá tato deska se umístí na st l CNC stroje, upevní se k n mu a zapojí se servomotor do ídící jednotky.

Maximální délka trubky m že být 320 mm a pr m r 100 mm. [12]

Obr. 3.4 THUNDER Laser rotary axis [12]

29

4. Vlastní designové ešení

V této práci je p edstaven jeden designový návrh p ídavné rotační osy do laserového ezacího stroje v laborato ích KSů Technické univerzity v Liberci. Designový návrh byl proveden v softwaru ůutodesk Inventor Professional 201Ř se studentskou licencí na t i roky. Byly zde použity normalizované díly z knihoven ůutodesku. Další nenormalizované díly, které byly staženy od r zných výrobc , budou uvedeny v pr b hu práce. Dále zde byl použit hotový 3D model laserového ezacího stroje. [4]

4.1. Omezení p i návrhu

Za ízení se musí vejít do prostoru stroje, což znamená, že maximální délka m že být 1660 mm.

Výška, do které m že ezací hlava odjet od roštu, je maximáln 2ř0 mm. Dále jsme omezeni pohybem ezací hlavy, protože není schopna dojet až na kraj roštu. Její maximální rozsah pohybu je 220 mm od každé strany. Z d vod nerovnosti roštu, bezpečnosti pohybu ezací hlavy a nutnosti odjížd ní ezací hlavy od materiálu p i p esunu byla maximální výška snížena z 290 mm na 250 mm.

P

220 mm 1220 mm 220 mm

290 mm (Max. 250 mm)

Obr. 4.1 Výsledný prostor pro ezání trubky

30

4.2. Desková konstrukce

Výsledek této práce je 3D model p ídavné osy deskové konstrukce o rozm rech 1623 mm na délku, 4Ř3,6 mm na ší ku a 231 mm na výšku. Hmotnost sestavy je 44,25 kg s vozíky a 38,25 kg bez nich. Základem konstrukce je deska, ke které je p ipevn n motor s p evodovkou a univerzálním sklíčidlem. Dále je zde kolejnice se dv ma odstranitelnými vozíky, na kterých se nachází st edící kužel a válcová podp ra. Jednotlivé části konstrukce jsou detailn ji popsány v samostatných kapitolách.

Obr. 4.2 Desková konstrukce

31 4.2.1. Motor s p evodovkou

ůby byla zaručena kompatibilita servomotoru s moduly SIMODRIVE 611, které jsou použity k ízení laserového stroje, je zde použit servomotor od firmy SIEMENS. P esné označení motoru s p evodovkou je 1FG1504-1RC26-2AJ2-Z. Jedná se o kuželovou p evodovku, která byla použita z prostorových d vod , nebo nejmén zasahovala do prostoru, jež m žeme využít pro ezání trubek. 3D model byl stažen z internetových stránek výrobce [13].

Tab. 4.1 Základní parametry motoru s p evodovkou

P evodový pom r 157,32

Výstupní kroutící moment 220 Nm

Max. vstupní otáčky 4500 ot/min

Krátkodobé výstupní otáčky 29 ot/min Max. radiální zatížení výstupní h ídele 6080 N

Hmotnost sestavy 15.25 kg

Výkon motoru 0,41 kW

Obr. 4.3 Motor s p evodovkou

32

P evodovka byla zvolena na základ výpočtu. Pokud chceme zachovat eznou rychlost 2 m/min (maximální rychlost p i ezání plech u stroje v laborato ích KSů) u trubky s vn jším pr m rem 40 mm, musí se trubka otáčet t mito otáčkami:

kde v je obvodová rychlost, je úhlová rychlost, r je polom r trubky a n jsou otáčky za minutu.

Dle tohoto orientačního výpočtu byla vybrána p evodovka s v tšími otáčkami než 15,92 ot/min.

Použitá p evodovka má maximální krátkodobé výstupní otáčky 29 ot/min. Výstupem z p evodovky je h ídel o pr m ru 25 mm a délce 50 mm, na které je umíst no pero dle DIN 6885-1, o ší ce Ř mm a délce 40 mm. V h ídeli je i vnit ní závit M10x22 dle DIN332.

P evodovka je uchycena čty mi šrouby do hliníkové desky. Tato deska plní distanční funkci, aby bylo možné upnout trubky v tších pr m r . Zárove je k této hliníkové desce p išroubováno madlo k lepší manipulaci s celým za ízením. Model madla byl stažen z webových stránek výrobce [14].

Obr. 4.4 Hliníková distanční deska s madlem

1

2

33 4.2.2. Univerzální sklíčidlo

V konstrukci je použito univerzální st edící sklíčidlo IUG 160/3 od firmy TOS Svitavy. Do tohoto sklíčidla je možno upnout nejv tší trubku o vnit ním pr m ru 20Ř mm. 3D model sklíčidla byl vymodelován na základ rozm r z katalogu [15].

Sklíčidlo je k p evodovce p ipevn no pomocí p íruby s drážkou pro pero. P íruba je pomocí šroubu M10 s podložkou p išroubována do h ídele p evodovky. Tímto je zajišt no zablokování axiálního posuvu. Na p írubu je t emi imbusovými šrouby M10 namontováno univerzální sklíčidlo.

Obr. 4.5 Upevn ní sklíčidla k p evodovce v ezu

34 4.2.3. St edící kužel

ůbychom zamezili pr hybu trubek v tších délek a deformaci tenkost nných trubek ve sklíčidlu, je za ízení vybaveno st edícím kuželem.

Kužel se nachází na lineárním vozíku, který jezdí po hliníkové kolejnici ve tvaru T upevn né šrouby k základní desce. Lineární vedení s plastovými kluznými segmenty místo klasických kulových ložisek je použito od firmy IGUS. Toto ešení je výhodné v prašném prost edí, protože zde nejsou žádná maziva, na která by se mohl prach zachytávat. Vozík je vybaven aretační páčkou, která ho zablokuje na zvolené poloze. 3D model lineárního vedení byl stažen z databáze výrobce [16].

Obr. 4.6 St edící kužel v částečném ezu

Kuželový klobouk, který je menším kuželem p išroubován na h ídel, má nejv tší pr m r 204 mm. Dírou ve st edu je p esn vyst ed n na h ídel. Menší kužel má na sob 2 plošky na klíč velikosti 27, aby mohl dotáhnout klobouk k h ídeli. Celá h ídel je umíst na v plastovém kluzném ložisku od firmy IGUS. Plastové ložisko je zvoleno kv li absenci maziva, které je náchylné na prašné prost edí. 3D model kluzného ložiska byl stažen z databáze výrobce [17].

35 4.2.4. Válcová podp ra

Válcová podp ra, stejn jako st edící kužel, zamezuje pr hybu ezané trubky a deformaci tenkost nných trubek ve sklíčidlu. Navíc se dá použít i v p ípad , kdy konec ezané trubky není rovný, ale je u íznutý zešikma. V tomto p ípad st edící kužel použít nelze. Další použití nachází p i zpracování konce trubky, nebo v p ípad použití kuželu bychom laserem mohli st edící kužel poškodit.

Použít se dá i p i výrob v tšího množství menších díl z jedné trubky. Válcovou podp ru m žeme umístit nap íklad do poloviny trubky a postupn od konce od ezávat jednotlivé díly.

Vyhneme se tak velkému pr hybu a zárove m žeme zpracovat celou trubku na jedno upnutí.

Podp ra je umíst na na vozíku s ruční aretací jako u st edícího kuželu. Skládá se ze 4 válečk , které jsou uloženy v kluzných plastových ložiskách od firmy IGUS. Tato ložiska jsou umíst na ve dvou plechách, které jsou p išroubovány do distančních kvádr . V krajních kvádrech je vyvrtaná díra, kterou prochází závitová tyč. Výška podp rných válc se nastavuje pomocí dvou rýhovaných matic na již zmín ných závitových tyčích. Závitové tyče jsou pomocí matic p id lány k desce, která je p išroubována do vozíku.

Maximální vn jší pr m r trubky, kterou lze podep ít válci, je z konstrukčních d vod 115 mm.

3D modely ložiskových pouzder byly staženy z databáze výrobce [17].

Obr. 4.7 Válcová podp ra

36 4.2.5. Základní deska

Základem celé konstrukce je ocelová deska o tlouš ce 5 mm. Z d vod snížení hmotnosti je st ední část desky užší než krajní. Do roviny symetrie desky je p išroubována lineární hliníková kolejnice, po které se pohybují vozíky. Kolejnice byla stažena z databáze výrobce [16]. Na desce se dále nachází drážky pro upínací šrouby, madla k manipulaci a kalibrační plechy.

Modely madel byly staženy z webových stránek výrobce [14]. Do základní desky je p išroubována hliníková distanční deska s motorem a p evodovkou.

Obr. 4.8 Základní deska

37

4.3. Manipulace se za ízením

Jelikož za ízení váží 38,25 kg, je zapot ebí pro jeho umíst ní dvou lidí. K lepší manipulaci jsou k za ízení p id lána t i madla z ocelových kulatin (viz Obr. 4.4 a Obr. 4.8). Madla jsou od firmy ELASA+GANTER s. r. o.. 3D modely byly staženy z jejich webových stránek [14].

4.4. Uchycení za ízení

Uchycení základní desky k roštu je realizováno p es čty i šrouby, na které je nava en ohnutý plíšek a zachycen zespodu za rošt. V základní desce jsou pro tyto šrouby drážky, do kterých jsou zasunuty. Celá deska je pomocí kruhových rýhovaných matic ručn dotažena k roštu.

Obr. 4.9 Uchycení desky k roštu

4.5. Kalibrace za ízení

Po každé instalaci za ízení do laserového stroje je nutné, aby osa rotace trubky byla rovnob žná s osou posuvu laserové ezací hlavy. Po vložení za ízení do stroje jej na stran motoru p id láme šrouby k roštu a na druhé stran na upínacích šroubech necháme v li, aby šlo s deskou lehce manipulovat. Laserovou hlavou dojedeme k dotykovému plíšku z pružinové oceli na stran motoru. ůž se nám na za ízení rozsvítí kolize, p ejedeme ezací hlavou na druhou stranu za ízení. Zde poté ručn se ídíme druhý konec desky tak, aby se kalibrační plech dotkl ezací hlavy. Jakmile máme se ízeno, utáhneme upínací šrouby a p ejedeme s ezací hlavou znovu na stranu s motorem a p em íme, zda máme již správn zkalibrováno. Pokud ne, celý postup opakujeme.

38

Po zkalibrování je nutné nastavit nulovou pozici. Pr m r matice na trysce, kterou provádíme dotyk, je 22,Ř mm a vzdálenost kalibrační plochy od osy rotace trubky je 155 mm. Tudíž nulová pozice se bude nacházet 166,4 mm od námi zkalibrované roviny.

Kalibrační plech je vyroben z pružinové oceli, aby se p edešlo jeho ohnutí, a je p išroubován dv ma šrouby, aby se neotáčel. Vn jší strana je zarovnána s hranou základní desky.

Obr. 4.11 Rýhovaná matice, kterou se provádí dotek Obr. 4.10 Kalibrační plech

39

4.6. Umíst ní ve stroji

Celé za ízení je umíst no na roštu laserového stroje a je k n mu p itaženo pomocí upínacích matic. Poloha není nijak p esn specifikována, ale pokud zarovnáme okraj základní desky na stran motoru s okrajem roštu, m žeme do za ízení upnout trubku o maximální délce 1403,5 mm. Jelikož laserová hlava má omezený pohyb, maximální délka trubky, kterou lze

ezat, je 11Ř3,5 mm. Nejv tší možný pr m r trubky, jaký lze upnout, je 208 mm.

Obr. 4.12 Umíst ní p ídavné rotační osy v laserovém stroji

40

5. Záv r

Bakalá ská práce byla zpracována na téma designový návrh p ídavné rotační osy pro laserové ezání trubek. Práce je rozd lena na čty i části. V první části je p edstaven laserový ezací stroj, pro který je p ídavné za ízení konstruováno. Druhá část je teoretická a zabývá se principem fungování laseru, typy laser a problematikou ezání trubek a profil . T etí část je rešerše stroj pro laserové ezání trubek na trhu. V poslední části je p edstaveno vlastní designové ešení p ídavné rotační osy.

Cílem práce bylo seznámit se s konstrukcí laserového stroje na ezání plech umíst ného v laborato i KSů v budov L Technické univerzity v Liberci a navrhnout do tohoto stroje p ídavné za ízení na ezání trubek.

Výsledkem práce je 3D model p ídavné rotační osy na laserové ezání trubek v programu ůutodesk Inventor 201Ř professional. P ídavné za ízení je pln odstranitelné a není pot eba jakkoliv upravovat současný stav laserového stroje. P ídavná rotační osa se skládá ze základního ocelového plechu, na kterém je umíst n servomotor s kuželovou p evodovkou.

K p evodovce je p ipevn no univerzální sklíčidlo pro upnutí ezaného materiálu. Na základní desce je lineární vedení ve tvaru T, po kterém mohou jezdit vozíky se st edícím kuželem nebo s podp rnými válci. Oba tyto vozíky mají za úkol odstranit pr hyb ezané trubky a zvýšit tak p esnost a kvalitu výrobku. K manipulaci se za ízením slouží 3 madla. Do stroje lze upnout polotovar o pr m ru 208 mm a maximální délce 1403,5 mm. Laser je však omezen rozsahem pohybu, m že tedy ezat jen trubky do délky 11Ř3,5 mm. Celková hmotnost za ízení je 44,25 kg s vozíky a 38,25 kg bez nich. Rozm ry navrženého za ízení jsou 1623 mm na délku, 483,6 mm na ší ku a 231 mm na výšku.

41

Seznam p oužitých zdroj

1. GSI Group Company. Lao Lasery a optiky. [Online] [Citace: 5. 3. 2018.]

http://www.lao.cz/data/ke-stazeni/datasheet-jk50fl-jk500fl-d816.pdf.

2. TAEevo. Veskom : specialisté na stlačený vzduch, chlazení a vytáp ní. [Online]

[Citace: 5. 3. 2017.] https://www.veskom.cz/files/593001f347020_prospekt-taeevo-laser.pdf.

3. Tauchman, J. Diplomová práce: Konstrukce prototypu CNC stroje pro laserové ezání plech . Liberec : Technická univerzita v Liberci, Fakulta strojní., 2012.

4. Taich, Jakub. Bakalá ská práce: Odsávání spalin u laserového stroje. Liberec : Technická univerzita v Liberci, Fakulta strojní, 2016.

5. Jaroslav, asa a Kerečaninová, Zuzana. Nekonvenční metody obráb ní – 5. díl.

MM Pr myslové spektrum. 2008, 5.

6. Ko án, Ing. Pavel. SERIÁL Nů TÉMů LůSERY - LůSEROVÉ EZÁNÍ (LůSER CUTTING). lao.cz. [Online] 20. 5. 2011. [Citace: 10. 3. 2018.] http://www.lao.cz/lao-info- 49/serial-na-tema-lasery---laserove-rezani-laser-cutting-129.

7. Novák, Ing. Miroslav. SERIÁL Nů TÉMů LůSERY - HLůVNÍ TYPY LůSER POUŽÍVůNÝCH V PR MYSLU. Lao. [Online] 15. 3. 2011. [Citace: 10. 3. 2018.]

http://www.lao.cz/lao-info-49/serial-na-tema-lasery---hlavni-typy-laseru-pouzivanych-v- prumyslu-128.

8. ODD LENÍ TECHNICKÉ LITERATURY FIRMY TRUMPF. Technical information:

Laser processing. [Online] 2. 2007. [Citace: 14. 3. 2018.]

http://iconmachinetool.com/education/Library_Laser_CO2_Laser.pdf.

9. TRUMPF. TruLaser Tube 5000 fiber. [Online] [Citace: 27. 3. 2018.]

https://www.trumpf.com/cs_CZ/produkty/stroje-systemy/stroje-pro-laserove-rezani- trubek/trulaser-tube-serie-5000-fiber/.

10. BLM Group. BLM Group. [Online] [Citace: 27. 3. 2018.]

http://www.blmgroup.com/en/lasertube/lt5.

42

11. Vanad 2000 a.s. Vanad, autogenní, plazmové a laserové CNC ezací stroje. [Online] Ř.

12. 2016. [Citace: 7. 4. 2018.] http://www.vanad.cz/rotcut.

12. THUNDER Laser. Rotary Axis (Optional). THUNDER Laser. [Online] 7. 6. 2016.

[Citace: 8. 4. 2018.] http://www.thunderlaser.com/features/rotary-axis-2.html.

13. Siemens. Siemens Industry Mall. SIMOTICS S-1FG1 servo geared motors. [Online]

Siemens. [Citace: 18. 4. 2018.]

https://mall.industry.siemens.com/mall/en/ww/catalog/products/10264020?activeTab=configu rator&regionUrl=WW.

14. Elesa+GANTER. Madla, Elesa+GůNTER Česká republika. Elesa+GANTER. [Online]

[Citace: 27. 4. 2018.] https://www.elesa-ganter.cz/vyrobky/madla.

15. TOS Svitavy. Katalogy. TOS Svitavy. [Online] [Citace: 16. 3. 2018.]

http://www.tossvitavy.com/pdf/souhrnny_katalog_sklicidel.pdf.

16. Hennlich s.r.o. drylin® T rail guides. Igus, plastics for longer life. [Online]

[Citace: 8. 3. 2018.] https://www.igus.cz/drylin/rail-guide.

17. —. Cylindrical bushings with flange. Igus, plastics for longer life. [Online] 29. 3. 2018.

https://www.igus.cz/iglidur/sleeve-bearing-with-flange.

18. Ing. Leinveber, Jan a Ing. Vávra, Pavel. Strojnické tabulky. Úvaly, Havlíčkova ř2 : ALBRA, 2003. ISBN 80-86490-74-2.

19. DIFAK. Obráb cí, tvá ecí a d lící stroje. [Online] [Citace: 5. 3. 2018.]

http://www.difak.cz/cs/cnc-ridici-systemy-pro-obrabeci-stroje/siemens/sinumerik-840d.

43

Seznam p íloh

A Datasheet motoru s p evodovkou B Výkres sestavy p ídavné rotační osy C Výkres sestavy st edícího kužele D Výkres sestavy podp rných válc E Výkres sestavy motoru s p evodovkou

1FG1504-1RC26-2AJ2-Z D11+G23+K06

Data sheet for SIMOTICS S-1FG1

MLFB-Ordering data

Figure similar

Gearbox data

Gear box type K39

Emergency off output moment (1000 370 Nm

Gearbox basic type Bevel geared

Radial force maximum 6080 N

Gearbox size 39

Max. permissible radial force with Mmax 6080 N

Transmission stages 3

Moment of inertia 0.04 kgcm²

General tech. specifications

Gear number relation Transmission (ratio)

Color of the housing

Output moment maximum (short-time) Temporary input speed

220 Nm 3933/25

Standard painting (Anthracite RAL 7016) 4500 rpm

157.32

Consignment no. : Remarks :

Item no. : Offer no. :

Order no. :

Project : Client order no. :

IP65 Degree of protection

Specification

0.88

CE / UL

25 Nm/' Efficiency

Torsional stiffness

M1-A Mounting position

Gear oil Mineral oil CLP ISO VG220

Seal longer service life Output shaft sealing

Lubrication and sealing

Output shaft bearing

Solid shaft standard Foot-mounted

No Output shaft dimension

Mounting type

V25x50 Output shaft version

Output speed short-time 29 rpm

- Figure 2 torque support

0 mm Gearbox flange diameter

15.25 kg Net weight

1m-sound pressure level LpA(Tol.+3dB(A)) 65

0.35 l Oil charge

top (default) (2) Plug position

1 Connector size

Technical data are subject to change! There may be discrepancies between calculated and rating plate values.

Generated Sun Jun 03 17:52:45 CEST 2018 Page 1 of 2

1FG1504-1RC26-2AJ2-Z D11+G23+K06

Data sheet for SIMOTICS S-1FG1

MLFB-Ordering data

Figure similar

Options

0.65 Nm

0.65 kgcm² Motor type

1.09 A 10000 rpm

Encoder system Temperature monitoring

6.5 A

Encoder AM20DQI: absolute encoder 20 bits (resolution 1048576, encoder-internal 512 S/R) + 12 bits multi-turn (traversing range 4096 revolutions)

Pt1000 temperature sensor 0.41 kW

Motor current short term

Rated torque (100K)

Rated power

Permanent-magnet synchronous motor

Maximum speed (short-time)

Moment of inertia Rated current (100K)

D11 M1-A for bevel and worm gearboxes G23 Seal longer service life

K06 Mineral oil CLP ISO VG220

Motor data

Static torque 1.01 Nm

4.50 Nm Maximum torque

Static current 1.50 A

87 % Efficiency

Shaft height

510...720V DC-link voltage, max.

36 mm

Motor type Compact

Info servo geared motor

Outside the standard temperature range of -10 to +40 °C, further selectable options must be observed, in addition to the lubricant selection.

Further, you have to check the suitability of the components and options used for the requested temperature range.

Natural cooling Cooling

Technical data are subject to change! There may be discrepancies between calculated and rating plate values.

Generated Sun Jun 03 17:52:45 CEST 2018 Page 2 of 2