در اکثر کارگاه های فرآوری غیر فلزی، تصمیمات خرید تجهیزات اغلب تحت یک طرز فکر "به اندازه کافی خوب" گرفته می شود. سیستم های کنترل حرکت لیزری پایه ارزان هستند و به راحتی قابل استقرار هستند و به طور کامل قادر به انجام کارهایی مانند برش مستقیم، برش مستطیلی و حکاکی الگوی ساده هستند. با این حال، زمانی که ساختار سفارش شروع به تغییر میکند - مشتریان خطوط پیچیدهتر، تلورانسهای سختتر و چرخههای تولید سریعتر را میخواهند - کارخانهها متوجه میشوند که سازشهایی که معماریهای کنترلی فاقد قابلیت پیوند هستند، بیسروصداً باعث از بین رفتن سود سفارش به سفارش میشوند. ارزش یک پیوند چند محورهکنترلر لیزریدر برگه مشخصات منعکس نمیشود، بلکه در آن هزینههای حاشیهای که بیصدا در طول زمان مصرف میشوند، منعکس میشود.
به عنوان مثال اجزای چرمی داخل خودرو را در نظر بگیرید. یک ماده بسته بندی پانل در باید دقیقاً در امتداد لبه های منحنی بریده شود در حالی که عملیات سوراخ کاری و برجسته سازی در مناطق تعیین شده انجام می شود. اگر از یک سیستم کنترل پایه بدون قابلیت اتصال چند محوری استفاده شود، برش، سوراخکاری و برجستهسازی اغلب باید بهطور متوالی در مراحل جداگانه تکمیل شوند: دستگاه ابتدا برش کانتور را انجام میدهد، سپس موقعیتیابی ثانویه را انجام میدهد و به دنبال آن عملیات سوراخ کردن یا برجستهسازی را انجام میدهد. هر انتقال فرآیند به این معنی است که قطعه کار باید تغییر مکان دهد و تغییر مکان خود منبع خطا است. یک انحراف انباشته شده ممکن است تنها 0.15 میلی متر باشد، اما در طول هشت ساعت تولید دسته ای، این 0.15 میلی متر خود را به روش های مختلف نشان می دهد: درزهای ناهموار، سوراخ های نامرتب، و افزایش نرخ کار مجدد. با هماهنگ کردن محورهای X، Y، Z و حتی چرخشی در زمان واقعی، کنترلر لیزری پیوند چند محوره فرآیندهایی را که قبلاً در مراحل جداگانه تکمیل شده بودند در یک مسیر حرکت پیوسته فشرده می کند. قطعه کار ثابت می ماند در حالی که سر لیزر از مسیر پیوند از پیش تعریف شده در کل فرآیند پیروی می کند. در خطوط تولید واقعی، این تغییر نه تنها بازدهی بالاتر، بلکه بهبود اساسی در ثبات کیفیت را نیز به همراه دارد.
برش لیزری اکریلیک (PMMA) یکی از پرکاربردترین کاربردهای پردازش غیر فلزی برای سیستم های کنترلی است. منحصر به فرد بودن این ماده در این واقعیت نهفته است که کیفیت برش مستقیماً ارزش تجاری محصول را تعیین می کند. یک پایه نمایش اکریلیک که در محیطهای خردهفروشی گرانقیمت استفاده میشود باید لبههای شفاف نوری داشته باشد، با سطوح بریده شده ظاهری طبیعی صیقلی و بدون مه، موجها یا دندانهها داشته باشد. این ویژگی های کیفی به شدت به نرمی حرکت سر لیزر و ثبات توان خروجی بستگی دارد.
پایه سنتیسیستم های کنترل لیزریهنگام پردازش اکریلیک با ضخامت بیشتر از 10 میلی متر، برای اطمینان از نفوذ کامل، اغلب به چندین پاس نیاز دارند. مشکل عبورهای متعدد این است که انحرافات جزئی مسیر از هر گذر به صورت علائم برش قابل مشاهده در سطح نهایی تجمع می یابد. سیستم کنترل لیزری پیوند چند محوره از دنبال کردن محور Z پویا پشتیبانی می کند و به نقطه کانونی لیزر اجازه می دهد تا توزیع انرژی پایدارتری را در طول فرآیند برش حفظ کند و در نتیجه شفافیت و قوام سطوح برش اکریلیک ضخیم را بهبود بخشد. این امر به ویژه در هنگام برش اکریلیک با ضخامت بیشتر از 20 میلی متر بسیار مهم است - پیوند محور Z باعث می شود که چگالی انرژی به طور یکنواخت در کل عمق برش توزیع شود. برای سازندگانی که حروف اکریلیک، پانلهای جعبه نور و لوازم نمایش جواهرات تولید میکنند، این قابلیت مستقیماً بر اینکه آیا میتوانند سفارشهای با ارزش و حاشیه بالاتر را دریافت کنند، تأثیر میگذارد.
منطق تقاضا برای کنترلرهای لیزری چند محوره در پارچه های پوشاک و مواد غیر بافته صنعتی تا حدودی متفاوت است. در اینجا، نیاز اصلی، دقت نهایی نیست، بلکه توانایی حفظ دقت در سرعت های بالا است. یک سیستم لیزری که برای برش پارچه های لباس ورزشی استفاده می شود ممکن است بیش از 20000 قطعه در روز تولید کند که هر چرخه برش کانتور فقط چند ثانیه طول می کشد. در این محدوده سرعت، پاسخ شتاب/ کاهش سرعت و تداوم مسیر سیستمهای کنترل پایه به گلوگاه تبدیل میشوند.
البته سیستم های کنترل اولیه نیز خالی از لطف نیستند. برای کاربردهایی با وظایف تک منظوره، شکلهای منظم محصول و الزامات دقت برش نسبتاً شل - مانند حکاکی علائم ساده، برش ناهموار پارچههای مستطیلی یا برش مستقیم مقوای بستهبندی - معماریهای کنترل اولیه به دلیل هزینههای پایین تهیه و نگهداری، هنوز دارای مزایای اقتصادی واضحی هستند. مسئله کلیدی این نیست که کدام کنترل کننده "بهتر" است، بلکه این است که آیا ساختار محصول شما قبلاً از مرز قابلیت یک سیستم کنترل اولیه فراتر رفته است. هنگامی که مشتریان شروع به درخواست خطوط منحنی، فرآیندهای ترکیبی و سوئیچینگ چند ضخیم کنند، قابلیت کنترلی که زمانی "به اندازه کافی خوب" بود به تدریج به یک گلوگاه تولید تبدیل می شود. این گذار به ندرت نقطه عطف روشنی دارد. در عوض، به شکل انباشت آهسته هزینه های دوباره کاری و از دست دادن سفارشات با ارزش افزوده بالا ظاهر می شود.
دستیابی به این نوع انباشت دانش فرآیند در سیستمهای کنترل پایه فاقد قابلیت پیوند دشوار است. در مقابل، پلتفرمهای کنترلی با قابلیت اتصال چند محوری برای تبدیل روشهای پردازش پیچیده به مدلهای فرآیند دیجیتال قابل استفاده مجدد، مناسبتر هستند. تعداد زیادی از پارامترهای حیاتی دیگر کاملاً به تجربه اپراتورها برای تنظیمات در محل متکی نیستند، بلکه میتوانند در قالب بستههای فرآیند استاندارد مورد استفاده مجدد، تکرار و بهینهسازی شوند. مرزهای پردازش مواد غیر فلزی به طور مداوم در حال گسترش است، در حالی که مواد جدید، کاربردهای جدید و نیازهای مشتری جدید، قابلیت کنترل تجهیزات را به سمت ابعاد بالاتر سوق می دهند. شرکتهای پردازشی که این انتقال فناوری را پیشاپیش تکمیل میکنند، در دور بعدی تکرار محصول، مزیت مهمی را به دست خواهند آورد.
