Svítidla LED Waldmann pro obráběcí stroje
| Svítidla LED Waldmann pro obráběcí stroje Ing. Radek Panchartek, Enika, spol. s r. o. Když byla začátkem šedesátých let dvacátého století objevena první dioda LED s červeným světlem (asi si pamatujete první kalkulačky s červeně svítícími displeji) použitelná v praxi, málokdo tušil, jaký převrat v osvětlování způsobí. S rozvojem technologií a zvládnutím hromadné výroby prudce poklesly ceny. Červené, později i zelené a žluté LED začaly své úspěšné tažení elektrotechnickým průmyslem. Dokud chyběla bílá Poněkud stranou zůstávalo využití LED jako světelných zdrojů, především pro jejich malou svítivost a absenci emitování bílého světla. Ale koncem devadesátých let nastal obrat i v této oblasti. Byla vyvinuta LED emitující modré světlo, takže bílou barvu bylo možné vytvořit složením červené, zelené a modré v soustavě RGB. Obr. 1. LED Luexeon III star
Téměř současně byla objevena excitace YAG (yttrium alluminium garnet) pomocí modrého světla diody LED s vlnovou délkou 450 až 470 nm, většinou pracující na bázi GaN (nitrid galia). Výsledná barva emitovaného světla byla bílá. Tento druhý způsob generování světla získává stále větší podíl na trhu, především proto, že je energeticky úspornější a výsledná dioda je menší než při skládání světla tří barev v RGB. Drobné zdržení způsobila cena nové LED. Ale i ta s rostoucím počtem vyrobených LED diod strmě klesla. Jednou z prvních firem, která zachytila tento trend a použila zdroje LED ve svítidlech, byla firma Waldmann Lichttechnik, zastoupená na českém trhu firmou Enika, s. r. o., Nová Paka.  Obr. 3. Kulový kloub svítidla pro naklápění hlavice v rozsahu 40° Firma Waldmann Lichttechnik se rozhodla využít některé mimořádně dobré vlastnosti zdrojů LED Luxeon III star (obr. 1) a vytvořit řadu svítidel pro obráběcí stroje. To, že konstruktéři zvolili prostředí, které patří mezi nejnáročnější, není překvapivé. Zmíněná firma totiž má dlouholeté zkušenosti s konstrukcí svítidel pro obráběcí stroje a mezi její odběratele patří přední světoví výrobci obráběcí techniky. Výsledkem pečlivého vývoje a náročných provozních zkoušek je koncepčně propracovaná řada svítidel osazených zdroji LED. Přitom se konstruktéři snažili maximálně využít přednosti, které zdroje LED nabízejí, tj. především minimální rozměry, dlouhý život a nízká spotřeba elektrické energie. Jedním z rozhodujících parametrů ovlivňujících život zdroje LED je jeho dostatečné chlazení. Svítidlu s LED Luxeon III ABLTL 1 stačí pro spolehlivé chlazení pouhých 20 cm2(!) kovové plochy s běžnou povrchovou úpravou, tedy ploška jen o málo přesahující obrys svítidla.  Obr. 5. Elektronický předřadník pro montáž na lištu DIN „Malej, ale výkonnej…„ Pilotní provedení svítidla ABLL 1 (obr. 2, obr. 3) je rozměrově nejmenší a je primárně určeno pro montáž do pracovních prostorů strojů CNC a obráběcích center, kde je pro rostoucí počet podávacích mechanismů málo volného místa, a dále pro malé obráběcí stroje k přesnému obrábění drobných součástek. Rozměry svítidla jsou skutečně miniaturní. Průměr jeho těla nepřesahuje 3 cm a délka včetně kloubu je 7 cm. Svítidlo je tvořeno hliníkovým pouzdrem s povrchovou úpravou černou práškovou barvou odolnou proti otěru a působení chladicích emulzí. Pouzdro je se základnou spojeno kulovým kloubem, který umožňuje naklápění hlavice v rozsahu 40°. Existují dvě verze kloubu. První, s pružinou je určena pro stroje CNC a dovoluje výkyv svítidla a automatický návrat do původní osové polohy. Tím je svítidlo chráněno před poškozením při zásahu těžší třískou během obrábění nebo náhodným nárazem např. zlomeným obráběcím nástrojem. Druhá verze zajišťuje jednoduchou a spolehlivou fixaci hlavice ve zvolené poloze a je určena pro stroje, kde se počítá s ručním nebo poloautomatickým obráběním, a tedy i s častým přestavováním svítidla.  Obr. 6. Elektronický předřadník pro montáž do rozváděče Světelný zdroj je kryt boritým sklem, které ho chrání před poškozením odletujícími třískami. I kdyby se krycího sklo rozbilo (to je zanedbatelně malá pravděpodobnost), není nutné měnit celý zdroj LED. Cena krycího sklíčka je v porovnání s cenou zdroje LED zcela marginální položka a výměna je otázkou několika desítek sekund. Celé pouzdro je v krytí IP67. Základna svítidla je vybavena závitem M18 s kontramaticí pro upevnění na obráběcí stroj. Svítidlo se dodává se dvěma různými optickými soustavami. Jedna má úzký vyzařovací úhel 6° a druhá široký úhel 25° (obr. 4). Napájení zajišťují elektronické předřadníky se vstupním napětím 90 až 240 V/50 až 60 Hz a výstupním proudem 700 mA nebo se vstupním napětím 24 V a výstupním proudem 700 nebo 1 000 mA. Je k dispozici v provedení určeném pro montáž na lištu DIN (obr. 5) nebo do rozváděče (obr. 6). Předřadník může být umístěn ve vzdálenosti až 30 m od svítidla. Převážný vliv na životnost tohoto svítidla má přesné dodržení aplikace napájecích zdrojů. Více volnosti Pro aplikace, kde je vyžadován větší rozsah pohybu hlavice, je k dispozici svítidlo, které využívá upravenou hlavici svítidla ABLL 1 s identickými optickými soustavami, mechanickou odolností a krytím. Hlavní změna se týká provedení a způsobu montáže svítidla.  Obr. 7. Použití svítidla Waldmann na vertikální fréze Hlavice je upevněna na ohebném krku délky 70 cm. Díky němu je možné svítidlo rychle a snadno nastavit do zvolené polohy. Ta je jednoznačně fixována i při vibracích obráběcího stroje. Pečlivost při výběru základních konstrukčních materiálů se projevila v dlouhé životnosti. Krk svítidla byl testován na 20 000 přestavení bez měřitelných známek únavy materiálu, takže obavy z postupného „padání„ hlavice, známé ze starých žárovkových světlometů, jsou zcela neopodstatněné. Ostatně hmotnost hlavice svítidla je pouhých 0,3 kg, tudíž i setrvačná hmota, ovlivňující rázy a vibrace, je v porovnání s klasickými svítidly malá. Krk se na obráběcí stroj upevňuje podobně jako základna ABLL 1, tj. pomocí závitu M12 a kontramatice. Obě svítidla jsou velmi úsporná. Příkon nepřesahuje 3,9 W, takže poněkud vyšší počáteční investice se rychle vrátí v podobě úspor elektrické energie. Do budoucna, vzhledem k rostoucím cenám energií, lze očekávat jen zrychlení návratnosti. Další úspora vychází z délky života světelného zdroje. Životnost a návratnost Při napájení 3,7 V/700 mA je život světelného zdroje 50 000 provozních hodin, tj. 5,7 roku nepřetržitého svícení. To je doba delší, než je odpisová životnost většiny obráběcích zdrojů. Přitom je nutné mít na paměti, že život zdroje LED nekončí zhasnutím, jako je tomu u žárovek, ale za vyhořený se považuje zdroj, jehož světelný tok poklesl na 70 % původní hodnoty. Jeho výměna tedy spíše vyplývá z povinnosti než z naprosté nezbytnosti. Z tohoto pohledu lze svítidla považovat za téměř bezúdržbová.  Obr. 8. Použití svítidla Waldmann na soustruhu Pořizovací hodnota zdroje LED je sice větší než u žárovek, ale za dobu života diody LED je nutné žárovku s průměrným životem 2 000 provozních hodin vyměnit 25krát. K tomu je třeba připočítat náklady spojené s 25 několikaminutovými prostoji stroje a peníze vynaložené na mzdu kvalifikovaného pracovníka, který místo odborné práce dělá údržbáře. Čím vyšší je přidaná hodnota (náročnost) výrobků, tím rychlejší je návratnost použití kvalitních svítidel LED. Dalším nezanedbatelným hlediskem je hygiena práce. Optická soustava obou svítidel umožňuje spolehlivě splnit požadavky evropské normy DIN EN 1837 na hodnotu intenzity osvětlení 500 lx v místě pracovního úkonu. Použití svítidel Waldmann (obr. 8, obr. 7) zaručuje snadné, přesné a rychlé nastavení a dobré pracovní podmínky pro obsluhu obráběcích strojů; to se projeví snížením únavy a zvýšením výkonnosti. Pracovníci se tak mohou věnovat nastavování stroje, a ne nastavování svítidla. ENIKA, spol. s r. o. | ||||
