Інтэграваная рабатызаваная плазменная рэзка патрабуе больш, чым проста гарэлкі, прымацаванай да канца рабатызаванай рукі. Веданне працэсу плазменнай рэзкі з'яўляецца ключом да поспеху.
Вытворцы металу па ўсёй галіне — у майстэрнях, цяжкім машынабудаванні, суднабудаванні і металаканструкцыях — імкнуцца задаволіць высокія чаканні паставак, перавышаючы патрабаванні да якасці. Яны пастаянна імкнуцца знізіць выдаткі, адначасова вырашаючы праблему ўтрымання кваліфікаванай рабочай сілы. Бізнес — гэта няпроста.
Многія з гэтых праблем звязаны з ручнымі працэсамі, якія дагэтуль распаўсюджаныя ў прамысловасці, асабліва пры вытворчасці вырабаў складанай формы, такіх як вечкі прамысловых кантэйнераў, выгнутыя сталёвыя кампаненты, а таксама трубы і шлангі. Многія вытворцы прысвячаюць ад 25 да 50 працэнтаў свайго часу апрацоўкі ручной маркіроўцы, кантролю якасці і канверсіі, у той час як рэальны час рэзкі (звычайна з дапамогай ручнога кіслародна-газвадровага або плазменнага разака) складае толькі ад 10 да 20 працэнтаў.
Акрамя часу, які забіраюць такія ручныя працэсы, многія з гэтых разрэзаў робяцца вакол няправільных месцаў элементаў, памераў або дапушчальных адхіленняў, што патрабуе значных другасных аперацый, такіх як шліфоўка і перапрацоўка, або, што яшчэ горш, матэрыялаў, якія трэба адправіць на металалом. Многія крамы прысвячаюць да 40% свайго агульнага часу апрацоўкі гэтай нізкакаштоўнай працы і адходам.
Усё гэта прывяло да імкнення галіны да аўтаматызацыі. У цэху, які аўтаматызуе аперацыі ручной рэзкі гарэлкай для складаных шматвосевых дэталяў, укаранілі рабатызаваную плазменную рэзальную ячэйку і, што не дзіўна, атрымалі велізарныя поспехі. Гэтая аперацыя выключае ручную разметку, і працу, якая заняла б 6 гадзін у 5 чалавек, цяпер можна выканаць усяго за 18 хвілін з дапамогай робата.
Нягледзячы на відавочныя перавагі, укараненне рабатызаванай плазменнай рэзкі патрабуе большага, чым проста набыццё робата і плазменнай гарэлкі. Калі вы разглядаеце магчымасць рабатызаванай плазменнай рэзкі, абавязкова выкарыстоўвайце комплексны падыход і ўлічвайце ўвесь паток стварэння каштоўнасці. Акрамя таго, супрацоўнічайце з сістэмным інтэгратарам, які прайшоў навучанне ў вытворцы і разумее плазменную тэхналогію, а таксама кампаненты і працэсы сістэмы, неабходныя для забеспячэння інтэграцыі ўсіх патрабаванняў у канструкцыю акумулятара.
Таксама ўлічыце праграмнае забеспячэнне, якое, магчыма, з'яўляецца адным з найважнейшых кампанентаў любой рабатызаванай сістэмы плазменнай рэзкі. Калі вы ўклалі грошы ў сістэму, а праграмнае забеспячэнне альбо складанае ў выкарыстанні, альбо патрабуе шмат вопыту для працы, альбо вам патрабуецца шмат часу, каб адаптаваць робата да плазменнай рэзкі і навучыць яго траекторыі рэзкі, вы проста марнуеце шмат грошай.
Нягледзячы на тое, што праграмнае забеспячэнне для мадэлявання робатаў з'яўляецца распаўсюджаным, эфектыўныя рабатызаваныя плазменныя рэзкі выкарыстоўваюць аўтаномнае праграмнае забеспячэнне для праграмавання робатаў, якое аўтаматычна выконвае праграмаванне траекторыі робата, выяўляе і кампенсуе сутыкненні, а таксама інтэгруе веды аб працэсе плазменнай рэзкі. Ключавым фактарам з'яўляецца ўключэнне глыбокіх ведаў аб працэсе плазмы. З такім праграмным забеспячэннем аўтаматызацыя нават самых складаных задач рабатызаванай плазменнай рэзкі становіцца значна прасцейшай.
Плазменная рэзка складаных шматвосевых формаў патрабуе ўнікальнай геаметрыі гарэлкі. Ужываючы геаметрыю гарэлкі, якая выкарыстоўваецца ў тыповым XY-прымяненні (гл. малюнак 1), да складанай формы, напрыклад, выгнутай вечка ёмістасці пад ціскам, вы павялічваеце верагоднасць сутыкненняў. Па гэтай прычыне гарэлкі з вострымі вугламі (з «завостранай» канструкцыяй) лепш падыходзяць для рабатызаванай фігурнай рэзкі.
Усе тыпы сутыкненняў немагчыма пазбегнуць, выкарыстоўваючы толькі востравугольны ліхтарык. Праграма апрацоўкі дэталі таксама павінна ўтрымліваць змены вышыні рэзання (г.зн. кончык гарэлкі павінен мець зазор да апрацоўванай дэталі), каб пазбегнуць сутыкненняў (гл. малюнак 2).
Падчас працэсу рэзкі плазменны газ цячэ па корпусе гарэлкі ў віхравым кірунку да наканечніка гарэлкі. Гэтае вярчальнае дзеянне дазваляе цэнтрабежнай сіле выцягваць цяжкія часціцы з газавага слупа да перыферыі адтуліны сопла і абараняе вузел гарэлкі ад патоку гарачых электронаў. Тэмпература плазмы блізкая да 20 000 градусаў Цэльсія, у той час як медныя дэталі гарэлкі плавяцца пры 1100 градусах Цэльсія. Расходныя матэрыялы патрабуюць абароны, і ізаляцыйны пласт ад цяжкіх часціц забяспечвае абарону.
Малюнак 1. Стандартныя корпусы гарэлак прызначаны для рэзкі ліставога металу. Выкарыстанне адной і той жа гарэлкі ў шматвосевай апрацоўцы павялічвае верагоднасць сутыкненняў з апрацоўваемай дэталлю.
Віхура робіць адзін бок разрэзу гарачэйшым за другі. Гарэлкі з газам, які круціцца па гадзіннікавай стрэлцы, звычайна размяшчаюць гарачы бок разрэзу з правага боку дугі (калі глядзець зверху ў напрамку разрэзу). Гэта азначае, што інжынер-тэхнолаг старанна працуе над аптымізацыяй добрага боку разрэзу і мяркуе, што дрэнны бок (левы) будзе адходамі (гл. малюнак 3).
Унутраныя элементы неабходна выразаць супраць гадзіннікавай стрэлкі, прычым гарачы бок плазмы павінен рабіць чысты разрэз з правага боку (з боку краю дэталі). Замест гэтага перыметр дэталі трэба выразаць па гадзіннікавай стрэлцы. Калі гарэлка рэжа ў няправільным кірунку, гэта можа стварыць вялікую канічнасць у профілі разрэзу і павялічыць колькасць шлаку на краі дэталі. Па сутнасці, вы робіце «добрыя разрэзы» на абрэзку.
Звярніце ўвагу, што большасць сталоў для плазменнай рэзкі панэляў маюць убудаваны ў кантролер працэсны інтэлект адносна кірунку дугавой рэзкі. Але ў галіне робататэхнікі гэтыя дэталі не абавязкова вядомыя або зразумелыя, і яны пакуль не ўбудаваны ў тыповы кантролер робата, таму важна мець праграмнае забеспячэнне для праграмавання робата ў аўтаномным рэжыме з веданнем убудаванага плазменнага працэсу.
Рух гарэлкі, якая выкарыстоўваецца для праколвання металу, непасрэдна ўплывае на расходныя матэрыялы для плазменнай рэзкі. Калі плазменная гарэлка праколвае ліст на вышыні рэзкі (занадта блізка да апрацоўванай дэталі), аддача расплаўленага металу можа хутка пашкодзіць ахоўны экран і сопла. Гэта прыводзіць да нізкай якасці рэзкі і скарачэння тэрміну службы расходных матэрыялаў.
Зноў жа, гэта рэдка здараецца пры рэзанні ліставога металу з выкарыстаннем партальнага станка, бо высокая ступень вопыту працы з гарэлкай ужо ўбудавана ў кантролер. Аператар націскае кнопку, каб пачаць паслядоўнасць праколаў, што запускае серыю дзеянняў для забеспячэння правільнай вышыні праколаў.
Спачатку гарэлка выконвае працэдуру вымярэння вышыні, звычайна выкарыстоўваючы омічны сігнал для выяўлення паверхні апрацоўванай дэталі. Пасля пазіцыянавання пласціны гарэлка адводзіцца ад пласціны на вышыню пераносу, якая з'яўляецца аптымальнай адлегласцю для пераносу плазменнай дугі на апрацоўваную дэталь. Пасля пераносу плазменнай дугі яна можа цалкам нагрэцца. У гэты момант гарэлка перамяшчаецца на вышыню праколу, якая з'яўляецца больш бяспечнай адлегласцю ад апрацоўванай дэталі і далей ад зваротнага выдзімання расплаўленага матэрыялу. Гарэлка падтрымлівае гэтую адлегласць, пакуль плазменная дуга цалкам не пранікне ў пласціну. Пасля завяршэння затрымкі праколу гарэлка перамяшчаецца ўніз да металічнай пласціны і пачынае рух рэзання (гл. малюнак 4).
Зноў жа, увесь гэты інтэлект звычайна ўбудаваны ў плазменны кантролер, які выкарыстоўваецца для рэзкі лістоў, а не ў кантролер робата. Рабатызаваная рэзка таксама мае яшчэ адзін узровень складанасці. Пракол на няправільнай вышыні — гэта ўжо само па сабе дрэнна, але пры рэзанні шматвосевых фігур гарэлка можа быць накіравана не ў найлепшым кірунку для апрацоўванай дэталі і таўшчыні матэрыялу. Калі гарэлка не перпендыкулярная да паверхні металу, якую яна праколвае, яна ў выніку прарэжа больш тоўсты папярочны сячэнне, чым неабходна, што прывядзе да марнавання рэсурсу расходных матэрыялаў. Акрамя таго, пракол контурнай апрацоўванай дэталі ў няправільным кірунку можа размясціць вузел гарэлкі занадта блізка да паверхні апрацоўванай дэталі, падвяргаючы яе ўздзеянню зваротнага выкіду расплаву і выклікаючы заўчасны разбурэнне (гл. малюнак 5).
Разгледзім прыклад рабатызаванай плазменнай рэзкі, які прадугледжвае згінанне верхняй часткі пасудзіны пад ціскам. Падобна да рэзкі лістоў, рабатызаваны гарэлка павінна быць размешчана перпендыкулярна паверхні матэрыялу, каб забяспечыць максімальна тонкае папярочнае сячэнне для перфарацыі. Па меры набліжэння плазменнай гарэлкі да апрацоўванай дэталі яна выкарыстоўвае датчык вышыні, пакуль не дасягне паверхні пасудзіны, а затым адыходзіць уздоўж восі гарэлкі для пераносу вышыні. Пасля пераносу дугі гарэлка зноў адыходзіць уздоўж восі гарэлкі для пераносу вышыні прабівання, бяспечна ад зваротнага ўдару (гл. малюнак 6).
Пасля заканчэння затрымкі прабівання гарэлка апускаецца на вышыню рэзання. Пры апрацоўцы контураў гарэлка паварочваецца ў патрэбны кірунак рэзання адначасова або паэтапна. У гэты момант пачынаецца паслядоўнасць рэзання.
Робатаў называюць перавызначанымі сістэмамі. Тым не менш, у іх ёсць некалькі спосабаў дасягнуць адной і той жа кропкі. Гэта азначае, што кожны, хто вучыць робата рухацца, ці хто-небудзь іншы, павінен мець пэўны ўзровень ведаў, няхай гэта будзе разуменне руху робата або патрабаванні да апрацоўкі плазменнай рэзкі.
Нягледзячы на тое, што навучальныя падвесныя прылады развіваліся, некаторыя задачы па сваёй сутнасці не падыходзяць для праграмавання навучальных падвесных прылад, асабліва задачы, якія ўключаюць вялікую колькасць змешаных дэталяў з невялікім аб'ёмам. Робаты не вырабляюць, калі іх навучаюць, і само навучанне можа заняць гадзіны ці нават дні для складаных дэталяў.
Праграмнае забеспячэнне для праграмавання робатаў у аўтаномным рэжыме, распрацаванае з модулямі плазменнай рэзкі, будзе ўключаць гэты вопыт (гл. малюнак 7). Гэта ўключае ў сябе кірунак плазменнай рэзкі, вымярэнне пачатковай вышыні, паслядоўнасць праколаў і аптымізацыю хуткасці рэзкі для працэсаў гарэлкі і плазмы.
Малюнак 2. Вострыя («завостраныя») гарэлкі лепш падыходзяць для рабатызаванай плазменнай рэзкі. Але нават пры такой геаметрыі гарэлкі лепш павялічыць вышыню рэзкі, каб мінімізаваць верагоднасць сутыкненняў.
Праграмнае забеспячэнне забяспечвае экспертныя веды ў галіне робататэхнікі, неабходныя для праграмавання перавызначаных сістэм. Яно кіруе сінгулярнасцямі або сітуацыямі, калі рабатызаваны канчатковы эфект (у дадзеным выпадку плазменная гарэлка) не можа дасягнуць апрацоўванай дэталі; абмежаваннямі суставаў; перамяшчэннем; перакульваннем запясця; выяўленнем сутыкненняў; знешнімі восямі; і аптымізацыяй траекторыі інструмента. Спачатку праграміст імпартуе файл CAD гатовай дэталі ў праграмнае забеспячэнне для праграмавання робатаў у аўтаномным рэжыме, затым вызначае край, які трэба разрэзаць, разам з кропкай прабіцця і іншымі параметрамі, улічваючы абмежаванні сутыкненняў і дыяпазону.
Некаторыя з найноўшых ітэрацый праграмнага забеспячэння для афлайн-робататэхнікі выкарыстоўваюць так званае афлайн-праграмаванне на аснове задач. Гэты метад дазваляе праграмістам аўтаматычна генераваць шляхі рэзання і выбіраць некалькі профіляў адначасова. Праграміст можа выбраць селектар шляху рэжучага краю, які паказвае шлях і кірунак рэзання, а затым змяніць пачатковую і канчатковую кропкі, а таксама кірунак і нахіл плазменнай гарэлкі. Праграмаванне звычайна пачынаецца (незалежна ад маркі рабатызаванай рукі або плазменнай сістэмы) і працягваецца з уключэння канкрэтнай мадэлі робата.
У выніку мадэлявання можна ўлічваць усё ў рабатызаванай ячэйцы, у тым ліку такія элементы, як ахоўныя бар'еры, прыстасаванні і плазменныя гарэлкі. Затым яно ўлічвае любыя патэнцыйныя кінематычныя памылкі і сутыкненні для аператара, які потым можа выправіць праблему. Напрыклад, мадэляванне можа выявіць праблему сутыкнення паміж двума рознымі разрэзамі ў верхняй частцы пасудзіны пад ціскам. Кожны разрэз знаходзіцца на рознай вышыні ўздоўж контуру галоўкі, таму хуткае перамяшчэнне паміж разрэзамі павінна ўлічваць неабходны зазор — невялікую дэталь, якая вырашаецца да таго, як выраб дасягне падлогі, што дапамагае пазбегнуць галаўнога болю і адходаў.
Пастаянны дэфіцыт працоўнай сілы і рост попыту кліентаў падштурхнулі ўсё больш вытворцаў звярнуцца да рабатызаванай плазменнай рэзкі. На жаль, многія людзі пачынаюць сутыкацца з новымі складанасцямі, асабліва калі людзі, якія ўкараняюць аўтаматызацыю, не ведаюць працэс плазменнай рэзкі. Гэты шлях прывядзе толькі да расчаравання.
Інтэгруйце веды плазменнай рэзкі з самага пачатку, і ўсё зменіцца. Дзякуючы інтэлекту плазменнага працэсу робат можа круціцца і рухацца па меры неабходнасці для найбольш эфектыўнага прабівання, падаўжаючы тэрмін службы расходных матэрыялаў. Ён рэжа ў правільным кірунку і манеўруе, каб пазбегнуць сутыкнення з дэталлю. Вытворцы, якія ідуць гэтым шляхам аўтаматызацыі, атрымліваюць плён.
Гэты артыкул заснаваны на артыкуле «Дасягненні ў 3D-рабатызаванай плазменнай рэзцы», прадстаўленым на канферэнцыі FABTECH 2021 года.
FABRICATOR — вядучы паўночнаамерыканскі часопіс па металаапрацоўцы і фармаванні. Часопіс змяшчае навіны, тэхнічныя артыкулы і гісторыі выпадкаў, якія дазваляюць вытворцам выконваць сваю працу больш эфектыўна. FABRICATOR абслугоўвае галіну з 1970 года.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The FABRICATOR, лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Лічбавае выданне часопіса «The Tube & Pipe Journal» цяпер цалкам даступнае, што забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Атрымайце поўны доступ да лічбавага выдання часопіса STAMPING, які змяшчае найноўшыя тэхналагічныя дасягненні, перадавы вопыт і галіновыя навіны для рынку штампоўкі металу.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The Fabricator en Español, лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Час публікацыі: 25 мая 2022 г.
