Лазерные технологические комплексы, экономическая целесообразность их применения.

Пионерами в развитии лазерных технологий и использовании лазеров в лазерных технологических комплексах для резки, сварки и термообра­ботки различных материалов являются главным образом крупные автомо­бильные и авиационные фирмы. Высокая производительность лазерных технологических комплексов и практически безотходная технология по­зволяют этим фирмам добиваться значительной прибыли несмотря на до­вольно высокую стоимость лазеров. Как правило лазерные технологиче­ские комплексы окупаются уже в течении первого года их эксплуатации.

В настоящее время лазерные технологические комплексы в мире имеют более 30% промышленных предприятий, причем автоматизированные и роботизированные лазерные комплексы существуют на целом ряд крупных фирм США, Японии, Германии, Швеции, Великобритании Франции, Италии, Австрии и др.

Такие автомобильные гиганты как Форд, Дженерал Моторс и ФИАТ уже много лет с успехом используют лазерные технологические комплексы для вырезки листовых металлических частей обшивки, сварки швов сверления отверстий и т. п. В последнее время к ним присоединились Вольво, Фольксваген, Рено и другие.

Лазерный технологический комплекс- это лазерная технологическая установка, снабженная манипулятором изделия или оптики, вспомогательной технологической оснасткой и общей системой управления для проведения технологических операций. Все части ЛТК тесно связаны между собой для выполнения технологического процесса. Практически только при наличии ЛТК можно успешно выполнять те или иные операции в достаточно большом объеме.

В случае применения автоматизированного манипулятора изделия или оптики комплекс считается автоматизированным технологическим комплексом - АЛТК. АЛТК компонуются таким образом, чтобы достичь максимальной производительности. В состав АЛТК, кроме лазерной установки, входит конвейерная линия, механизм подачи заготовок из конвейерной линии в зону обработки и обратно, манипулятор изделия. Kpoме этого в состав АЛТК обязательно входят средства защиты и техники безопасности, включающие кожухи, закрывающие оптический тракт, защитные экраны и др.

Примером такого АЛТК является автоматизированная и роботизированная линия для лазерной сварки шестерен легкового автомобиля на фирме ФИАТ. В состав линии входит технологический лазер, конвейер для подачи шестерен, технологический стол для вращения и перемещения изделий, роботы- манипуляторы для установки деталей на технологический стол и снятия их.

По количеству и типу выполняемых операций имеются ЛТК для однотипных операций, например, только для лазерной сварки, многоцелевые ЛТК, которые выполняют несколько операций, например, сварку, резку термообработку, комбинированные ЛТК. которые кроме операций по лазерной обработке могут выполнять и другие операции, например, дополнительный нагрев заготовок плазмой, газовым пламенем, электрической дугой и т. д. В таких комплексах удается повысить скорость обработки несколько раз увеличить глубину резки или сварки при сохранении всех преимуществ лазерной обработки.

Большое распространение получили гибкие производственные системы, в состав которых входят АЛТК с набором сменных оптических головок, автоматизированный склад с поиском, робот для загрузки и выгрузки де­талей, центральную систему управления и др.

Следует отметить, что ЛТК достаточно дороги. Так лазерная установка мощностью 1,0 кВт стоит 100 тысяч долларов. Однако постоянное усо­вершенствование ЛТК и расширение технологических возможностей при­водит к заметному снижению цен на лазерную технику. Так, если затраты на ЛТК мощностью 1.0 кВт до недавнего времени составляли 100...120долл\Вт, то сейчас они понизились до 60 долл\Вт. Снижение цен на ЛТК благоприятно скажется на продаже лазерной техники и будет спо­собствовать более широкому их внедрению в промышленность.

Современные промышленные ЛТК отличаются высокой надежностью, а время их непрерывной работы достигает 95% в сутки. Это очень важно при использовании лазерных установок в автоматизированных производ­ственных процессах. Ежегодно более 4 тысяч ЛТК внедряются в промыш­ленность. Такие фирмы как Форд, Фиат, Дженерал Моторс и Вольво име­ют у себя по сотне и более подобных установок с выходной мощностью от 0,5 до 25 кВт.

Темпы роста объема продаж лазерной техники превышают средний прирост производства вычислительной техники. В странах Западной Ев­ропы, США и Японии прирост продажи технологических лазеров держит­ся на уровне 25% в год. В этих странах проблеме сбыта и внедрения ла­зерных комплексов в промышленность уделяется достаточно большое внимание. Для повышения эффективности использования лазерных тех­нологических комплексов ими предпринимается целый ряд мер -увеличение числа организаций и фирм, занимающихся вопросами приме­нения лазерной техники на предприятиях, улучшение сервисного обслужи­вания ЛТК и ЛТУ, создание фирм и организаций, которые имеют в своем распоряжении несколько ЛТК и выполняют все заказы по лазерной обра­ботке.