Интегрисано роботско сечење плазмом захтева више од пуке бакље причвршћене на крај роботске руке. Кључно је познавање процеса сечења плазмом. благо
Произвођачи метала широм индустрије – у радионицама, тешким машинама, бродоградњи и конструкционом челику – настоје да испуне захтевна очекивања испоруке уз превазилажење захтева квалитета. Они стално настоје да смање трошкове док се баве све присутним проблемом задржавања квалификоване радне снаге. Није лако.
Многи од ових проблема могу се пратити до ручних процеса који су још увек распрострањени у индустрији, посебно када се производе производи сложеног облика као што су поклопци индустријских контејнера, закривљене челичне компоненте и цеви и цеви. Многи произвођачи посвећују 25 до 50 процената својих време обраде до ручног обележавања, контроле квалитета и конверзије, када је стварно време сечења (обично са ручним резачем за кисеоник или плазма) само 10 до 20 процената.
Поред времена које троше такви ручни процеси, многи од ових резова се праве око погрешних локација карактеристика, димензија или толеранција, што захтева опсежне секундарне операције као што су брушење и прерада, или још горе, материјали који треба да се одбаце. Многе продавнице посвећују као чак 40% њиховог укупног времена обраде на овај рад и отпад мале вредности.
Све ово је довело до гурања индустрије ка аутоматизацији. Продавница која аутоматизује операције ручног сечења горионика за сложене делове са више оса имплементирала је роботску ћелију за сечење плазмом и, што није изненађујуће, остварила огромне добитке. Ова операција елиминише ручни распоред и посао који за 5 људи 6 сати сада може да се уради за само 18 минута помоћу робота.
Иако су предности очигледне, имплементација роботског сечења плазмом захтева више од куповине робота и плазма горионика. Ако размишљате о роботском сечењу плазмом, обавезно заузмите холистички приступ и погледајте цео ток вредности. Поред тога, радите са системски интегратор обучен од произвођача који разуме и разуме плазма технологију и системске компоненте и процесе потребне да би се осигурало да су сви захтеви интегрисани у дизајн батерије.
Такође узмите у обзир софтвер, који је вероватно једна од најважнијих компоненти сваког роботског система за сечење плазмом. Ако сте инвестирали у систем, а софтвер је или тежак за коришћење, захтева много стручности за покретање, или ћете га наћи потребно је много времена да се робот прилагоди резању плазмом и научи путањи резања, само губите много новца.
Док је софтвер за роботску симулацију уобичајен, ефикасне роботске ћелије за сечење плазмом користе софтвер за роботско програмирање ван мреже који ће аутоматски извршити програмирање путање робота, идентификовати и компензовати колизије и интегрисати знање о процесу сечења плазмом. Кључно је укључивање дубоког знања о процесу плазме. Са софтвером попут овог , аутоматизација чак и најсложенијих апликација за роботско сечење плазмом постаје много лакша.
Плазма сечење сложених облика са више оса захтева јединствену геометрију горионика. Примените геометрију горионика која се користи у типичној КСИ примени (погледајте слику 1) на сложен облик, као што је закривљена глава посуде под притиском, и повећаћете вероватноћу судара. Из тог разлога, бакље са оштрим углом (са „шиљастим“ дизајном) су погодније за роботско сечење облика.
Све врсте судара се не могу избећи само батеријском лампом под оштрим углом. Програм делова такође мора да садржи измене висине реза (тј. врх горионика мора да има зазор у односу на радни предмет) да би се избегли судари (погледајте слику 2).
Током процеса сечења, гас плазме тече низ тело горионика у вртложном правцу до врха горионика. Ово ротационо дејство омогућава центрифугалној сили да извуче тешке честице из гасног стуба до периферије отвора млазнице и штити склоп горионика од проток врелих електрона. Температура плазме је близу 20.000 степени Целзијуса, док се бакарни делови бакље топе на 1.100 степени Целзијуса. Потрошни материјал захтева заштиту, а изолациони слој тешких честица пружа заштиту.
Слика 1. Стандардна тела горионика су дизајнирана за сечење лимова. Коришћење истог горионика у примени са више оса повећава могућност судара са радним комадом.
Вртлог чини једну страну реза топлијом од друге. Бакље са гасом који се окреће у смеру казаљке на сату обично постављају врућу страну реза на десну страну лука (када се гледа одозго у правцу реза). То значи да инжењер процеса напорно ради на оптимизацији добре стране реза и претпоставља да ће лоша страна (лева) бити отпад (види слику 3).
Унутрашње карактеристике треба да се исеку у смеру супротном од казаљке на сату, при чему врућа страна плазме направи чист рез на десној страни (ивица дела). Уместо тога, периметар дела треба да се исече у смеру казаљке на сату. бакља сече у погрешном смеру, може створити велики конус у профилу реза и повећати шљаку на ивици дела. У суштини, стављате „добре резове“ на отпад.
Имајте на уму да већина столова за сечење плазма панела има процесну интелигенцију уграђену у контролер у вези са смером реза лука. Али у области роботике, ови детаљи нису нужно познати или схваћени, и још увек нису уграђени у типичан контролер робота – тако да је важно имати софтвер за програмирање робота ван мреже са познавањем процеса уграђене плазме.
Покрет горионика који се користи за бушење метала има директан утицај на потрошни материјал за сечење плазмом. Ако плазма горионик пробије лим на висини сечења (преблизу радног предмета), трзај растопљеног метала може брзо да оштети штит и млазницу. Ово резултира лош квалитет сечења и смањен век потрошног материјала.
Опет, ово се ретко дешава у апликацијама за сечење лима са порталном платформом, пошто је висок степен стручности горионика већ уграђен у контролер. Оператер притиска дугме да би покренуо секвенцу пробијања, што покреће низ догађаја како би се обезбедила одговарајућа висина пробијања .
Прво, горионик обавља процедуру за детекцију висине, обично користећи омски сигнал за детекцију површине радног предмета. Након позиционирања плоче, горионик се повлачи са плоче на висину преноса, што је оптимално растојање за пренос плазма лука на радни предмет. Када се плазма лук пренесе, може се у потпуности загрејати. У овом тренутку горионик се помера на висину пробоја, што је безбеднија удаљеност од радног предмета и даље од повратног удара растопљеног материјала. растојање док плазма лук потпуно не продре у плочу. Након што је одлагање пробијања завршено, горионик се помера надоле према металној плочи и почиње кретање сечења (види слику 4).
Опет, сва ова интелигенција се обично уграђује у плазма контролер који се користи за сечење лимова, а не у роботски контролер. Роботско сечење такође има још један слој сложености. Пробијање на погрешној висини је довољно лоше, али када се секу вишеосни облици, горионик можда неће бити у најбољем смеру за радни предмет и дебљину материјала. Ако горионик није окомит на металну површину коју буши, на крају ће сећи дебљи попречни пресек него што је потребно, трошећи животни век потрошног материјала. Додатно, бушење обрађеног предмета у погрешном смеру може да постави склоп горионика преблизу површини радног предмета, излажући га повратном удару растопа и изазивајући превремени квар (погледајте слику 5).
Размотрите апликацију за роботско сечење плазмом која укључује савијање главе посуде под притиском. Слично резању лимова, роботска бакља треба да буде постављена окомито на површину материјала како би се обезбедио најтањи могући попречни пресек за перфорацију. Како се плазма горионик приближава радном комаду , користи сензор висине све док не пронађе површину посуде, а затим се увлачи дуж осе бакље да би пренео висину. Након што се лук пренесе, бакља се поново увлачи дуж осе бакље до висине пробијања, безбедно даље од повратног удара (погледајте слику 6) .
Када истекне кашњење пробијања, горионик се спушта на висину сечења. Приликом обраде контура, горионик се ротира у жељени смер сечења истовремено или у корацима. У овом тренутку почиње секвенца сечења.
Роботи се зову преодређени системи. Међутим, има више начина да се дође до исте тачке. То значи да свако ко подучава робота да се креће, или било ко други, мора имати одређени ниво стручности, било да разуме кретање робота или машинску обраду захтеви плазма резања.
Иако су привесци за подучавање еволуирали, неки задаци сами по себи нису погодни за подучавање привесног програмирања—посебно задаци који укључују велики број мешовитих делова мале запремине. Роботи не производе када се подучавају, а само подучавање може трајати сатима, или чак дана за сложене делове.
Софтвер за ванмрежно програмирање робота дизајниран са модулима за сечење плазмом ће уградити ову експертизу (погледајте слику 7). Ово укључује правац резања плазма гасом, почетно детектовање висине, секвенцирање пробоја и оптимизацију брзине резања за процесе горионика и плазме.
Слика 2. Оштре („шиљасте“) бакље су погодније за роботско сечење плазмом. Али чак и са овим геометријама горионика, најбоље је повећати висину реза како би се минимизирала могућност судара.
Софтвер пружа експертизу роботике потребну за програмирање претерано одређених система. Он управља сингуларитетима или ситуацијама у којима роботски крајњи ефектор (у овом случају, плазма горионик) не може да досегне радни предмет;заједничке границе;овертравел;превртање зглоба;детекција судара;спољне осе;и оптимизација путање алата. Прво, програмер увози ЦАД датотеку готовог дела у софтвер за програмирање робота ван мреже, затим дефинише ивицу која ће бити исечена, заједно са тачком пробоја и другим параметрима, узимајући у обзир колизију и ограничења опсега.
Неке од најновијих итерација софтвера за ванмрежну роботику користе такозвано ванмрежно програмирање засновано на задацима. Овај метод омогућава програмерима да аутоматски генеришу путање сечења и бирају више профила одједном. Програмер може да изабере бирач путање ивица који показује путању и правац сечења , а затим изаберите да промените почетну и крајњу тачку, као и правац и нагиб плазма бакље. Програмирање генерално почиње (независно од марке роботске руке или плазма система) и наставља се укључивањем специфичног модела робота.
Добијена симулација може узети у обзир све у роботској ћелији, укључујући елементе као што су сигурносне баријере, учвршћења и плазма бакље. Затим узима у обзир све потенцијалне кинематичке грешке и колизије за оператера, који онда може да исправи проблем. На пример, симулација би могла открити проблем судара између два различита реза на глави посуде под притиском. Сваки рез је на различитој висини дуж контуре главе, тако да брзо кретање између резова мора да узме у обзир неопходан размак – мали детаљ, решено пре него што посао стигне до пода, што помаже у уклањању главобоље и отпада.
Стални недостатак радне снаге и растућа потражња купаца подстакли су све више произвођача да се окрену роботском резању плазмом. Нажалост, многи људи зарањају у воду само да би открили још компликација, посебно када људи који интегришу аутоматизацију немају знања о процесу сечења плазмом. Овај пут ће само довести до фрустрације.
Интегришите знање о сечењу плазмом од самог почетка и ствари се мењају. Уз интелигенцију процеса плазме, робот може да се ротира и помера по потреби како би извршио најефикаснији пирсинг, продужавајући животни век потрошног материјала. Сече у правом смеру и маневрише како би избегао било какав радни предмет судара. Када прате овај пут аутоматизације, произвођачи убиру награде.
Овај чланак је заснован на „Напредак у 3Д роботском резању плазмом“ представљеном на ФАБТЕЦХ конференцији 2021.
ФАБРИЦАТОР је водећи часопис за индустрију обликовања и производње метала у Северној Америци. Часопис пружа вести, техничке чланке и историје случајева који омогућавају произвођачима да ефикасније раде свој посао. ФАБРИЦАТОР служи индустрији од 1970. године.
Сада са пуним приступом дигиталном издању Тхе ФАБРИЦАТОР, лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Дигитално издање Тхе Тубе & Пипе Јоурнал је сада потпуно доступно, пружајући лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Уживајте у потпуном приступу дигиталном издању часописа СТАМПИНГ Јоурнал, које пружа најновија технолошка достигнућа, најбоље праксе и вести из индустрије за тржиште штанцања метала.
Сада са пуним приступом дигиталном издању Тхе Фабрицатор ен Еспанол, лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Време поста: 25.05.2022
