Az integrált robotizált plazmavágáshoz többre van szükség, mint a robotkar végére erősített fáklyára. A plazmavágási folyamat ismerete kulcsfontosságú. kincs
A fémgyártók az iparban – a műhelyekben, a nehézgépekben, a hajógyártásban és a szerkezeti acélgyártásban – igyekeznek megfelelni a szigorú szállítási elvárásoknak, miközben túlteljesítik a minőségi követelményeket. Folyamatosan törekednek a költségek csökkentésére, miközben foglalkoznak a szakképzett munkaerő megtartásának állandó problémájával. Nem könnyű.
E problémák közül sok olyan kézi folyamatokra vezethető vissza, amelyek még mindig elterjedtek az iparban, különösen összetett formájú termékek, például ipari tartályfedelek, íves szerkezeti acélelemek, valamint csövek és csövek gyártása során. Sok gyártó 25-50 százalékát fordítja ráfordításainak 25-50 százalékára. megmunkálási idő a kézi jelölésig, minőségellenőrzésig és átalakításig, amikor a tényleges forgácsolási idő (általában kézi oxifuel- vagy plazmavágóval) csak 10-20 százalék.
Az ilyen kézi eljárásokhoz szükséges időn túlmenően sok ilyen vágást a jellemzők helytelen helyén, méretében vagy tűréshatárában hajtanak végre, ami kiterjedt másodlagos műveleteket igényel, például csiszolást és átdolgozást, vagy ami még rosszabb, olyan anyagokat, amelyeket le kell selejtezni. Sok üzletben teljes feldolgozási idejük 40%-át erre az alacsony értékű munkára és hulladékra teszik.
Mindez az ipar automatizálás felé mozdult el.A bonyolult többtengelyes alkatrészek manuális vágópisztolyos vágási műveleteit automatizáló műhely robotizált plazmavágó cellát épített be, és nem meglepő módon hatalmas eredményeket ért el. Ez a művelet kiküszöböli a kézi elrendezést, és olyan munkát, 5 embert venne igénybe, 6 órát ma már csak 18 perc alatt meg lehet tenni egy robot segítségével.
Bár az előnyök nyilvánvalóak, a robotizált plazmavágás megvalósításához többre van szükség, mint egy robot és egy plazmafáklya vásárlására. Ha robotos plazmavágást fontolgat, ügyeljen arra, hogy holisztikus megközelítést alkalmazzon, és nézze meg a teljes értékfolyamot. Ezenkívül dolgozzon a gyártó által képzett rendszerintegrátor, aki érti és érti a plazmatechnológiát, valamint a rendszerelemeket és folyamatokat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy az összes követelményt beépítsék az akkumulátor tervezésébe.
Vegye fontolóra a szoftvert is, amely vitathatatlanul az egyik legfontosabb összetevője bármely robotizált plazmavágó rendszernek. Ha beruházott egy rendszerbe, és a szoftver vagy nehezen használható, sok szakértelmet igényel a futtatása, vagy úgy találja sok időbe telik a robot plazmavágásra való adaptálása és a vágási út betanítása, ezzel csak sok pénzt pazarol.
Míg a robotikus szimulációs szoftver elterjedt, a hatékony robot plazmavágó cellák olyan offline robotprogramozó szoftvert használnak, amely automatikusan végrehajtja a robot útvonalának programozását, azonosítja és kompenzálja az ütközéseket, valamint integrálja a plazmavágási folyamatokkal kapcsolatos ismereteket. A plazmavágási folyamatokkal kapcsolatos ismeretek beépítése kulcsfontosságú. Az ilyen szoftverekkel , még a legösszetettebb robotizált plazmavágó alkalmazások automatizálása is sokkal könnyebbé válik.
Az összetett, többtengelyes alakzatok plazmavágásához egyedi pisztolygeometria szükséges. Alkalmazza a tipikus XY alkalmazásnál használt pisztolygeometriát (lásd az 1. ábrát) egy összetett formára, például egy ívelt nyomástartó edényfejre, és növeli az ütközések valószínűségét. Emiatt az éles szögű fáklyák ("hegyes" kialakítású) jobban megfelelnek a robotizált alakvágáshoz.
Egyedül éles szögű zseblámpával nem lehet minden típusú ütközést elkerülni. Az ütközések elkerülése érdekében az alkatrészprogramnak tartalmaznia kell a vágási magasság változtatásait is (azaz a pisztoly hegyének szabad helyet kell biztosítania a munkadarabhoz képest) (lásd 2. ábra).
A vágási folyamat során a plazmagáz örvényirányban áramlik le a pisztolytesten a pisztoly hegyéhez. Ez a forgási művelet lehetővé teszi a centrifugális erőnek, hogy a nehéz részecskéket a gázoszlopból a fúvóka lyuk peremére húzza, és megvédi a pisztolyt a forró elektronok áramlása.A plazma hőmérséklete megközelíti a 20 000 Celsius-fokot, míg a fáklya réz részei 1100 Celsius-fokon olvadnak meg.A fogyóeszközök védelmet igényelnek, a nehéz részecskékből álló szigetelő réteg pedig védelmet nyújt.
1. ábra. A szabványos pisztolytesteket fémlemez vágására tervezték. Ugyanannak a pisztolynak a többtengelyes alkalmazása növeli a munkadarabbal való ütközés esélyét.
Az örvény a vágás egyik oldalát felforrósítja, mint a másikat. Az óramutató járásával megegyezően forgó gázzal működő fáklyák jellemzően a vágás forró oldalát az ív jobb oldalára helyezik (felülről nézve a vágás irányába). Ez azt jelenti, hogy A folyamatmérnök keményen dolgozik a vágás jó oldalának optimalizálásán, és feltételezi, hogy a rossz oldal (bal oldal) selejt lesz (lásd 3. ábra).
A belső elemeket az óramutató járásával ellentétes irányban kell vágni úgy, hogy a plazma meleg oldala a jobb oldalon (alkatrész szélén) tiszta vágást végezzen. Ehelyett az alkatrész kerületét az óramutató járásával megegyező irányban kell vágni. Ha a A fáklya rossz irányba vág, nagy elkeskenyedést eredményezhet a vágott profilban, és megnövelheti a salakot az alkatrész szélén. Lényegében „jó vágásokat” tesz a hulladékra.
Megjegyzendő, hogy a legtöbb plazmapanel vágóasztal a vezérlőbe beépített folyamatintelligenciával rendelkezik az ívvágás irányát illetően. De a robotika területén ezeket a részleteket nem feltétlenül ismerjük vagy értjük, és még nincsenek beágyazva egy tipikus robotvezérlőbe – ezért fontos, hogy rendelkezzünk a beágyazott plazmafolyamat ismereteivel rendelkező offline robotprogramozó szoftverrel.
A fém átszúrására használt pisztoly mozgása közvetlen hatással van a plazmavágó fogyóeszközökre. Ha a plazmapisztoly vágási magasságban (túl közel a munkadarabhoz) átszúrja a lapot, az olvadt fém visszarúgása gyorsan károsíthatja a pajzsot és a fúvókát. rossz vágási minőség és csökkent fogyóeszközök élettartama.
Ez ismét csak ritkán fordul elő a portálos lemezvágási alkalmazásoknál, mivel a magas fokú pisztoly szakértelem már be van építve a vezérlőbe. A kezelő egy gomb megnyomásával elindítja a szúrási folyamatot, amely események sorozatát indítja el a megfelelő szúrási magasság biztosításához. .
Először a fáklya magasságérzékelő eljárást hajt végre, általában ohmos jel segítségével a munkadarab felületének érzékelésére. A lemez pozicionálása után a pisztoly visszahúzódik a lemezről az átviteli magasságig, ami az optimális távolság a plazmaív átviteléhez. a munkadarabhoz.A plazmaív átvitele után teljesen felmelegedhet.Ekkor a fáklya a szúrási magasságba mozog, ami biztonságosabb távolságra van a munkadarabtól és távolabb az olvadt anyag visszacsapódásától.A fáklya ezt fenntartja. távolságra, amíg a plazmaív teljesen behatol a lemezbe. Miután az átszúrási késleltetés befejeződött, a pisztoly lefelé mozog a fémlemez felé, és megkezdi a vágási mozgást (lásd a 4. ábrát).
Mindez az intelligencia általában a lapvágáshoz használt plazmavezérlőbe van beépítve, nem a robotvezérlőbe. A robotvágásnak van egy másik összetettségi rétege is. A nem megfelelő magasságú piercing elég rossz, de többtengelyes formák vágásakor a fáklya lehet, hogy nem a legjobb irányban van a munkadarabnak és az anyagvastagságnak.Ha a pisztoly nem merőleges az általa átszúrt fémfelületre, akkor a szükségesnél vastagabb keresztmetszetet vág, ami a fogyóeszközök élettartamát veszíti el.Ezenkívül a kontúros munkadarab átszúrása rossz irányban túl közel helyezheti a vágópisztolyt a munkadarab felületéhez, kitéve az olvadék visszafújásának, és idő előtti meghibásodást okozhat (lásd 5. ábra).
Fontolja meg a robotizált plazmavágó alkalmazást, amely magában foglalja a nyomástartó edény fejének meghajlítását.A lapvágáshoz hasonlóan a robotpisztolyt az anyag felületére merőlegesen kell elhelyezni, hogy a lehető legvékonyabb keresztmetszete legyen a perforációhoz.Ahogy a plazmapisztoly közeledik a munkadarabhoz. , magasságérzékelést használ, amíg meg nem találja az ér felszínét, majd a fáklya tengelye mentén visszahúzódik a magasság átviteléhez. Az ív átvitele után a fáklya ismét visszahúzódik a fáklya tengelye mentén a szúrási magasságig, biztonságosan távol a visszacsapástól (lásd 6. ábra). .
Amint az átszúrási késleltetés lejár, a pisztolyt leengedik a vágási magasságra. A kontúrok feldolgozásakor a pisztolyt egyszerre vagy lépésenként elforgatják a kívánt vágási irányba. Ezen a ponton kezdődik a vágási folyamat.
A robotokat túlhatározott rendszereknek nevezik. Ennek ellenére többféle módon lehet eljutni ugyanahhoz a ponthoz. Ez azt jelenti, hogy bárki, aki egy robotot mozogni tanít, vagy bárki más, rendelkeznie kell egy bizonyos szintű szakértelemmel, akár a robot mozgásának, akár a megmunkálásnak a megértésében. plazmavágás követelményei.
Bár a betanítási medálok fejlődtek, egyes feladatok eleve nem alkalmasak a függő programozás betanítására – különösen az olyan feladatok, amelyek nagyszámú vegyes, kis térfogatú alkatrészt foglalnak magukban. A robotok nem termelnek, amikor tanítják őket, és maga a tanítás órákig is eltarthat. nap az összetett alkatrészekhez.
A plazmavágó modulokkal tervezett offline robotprogramozó szoftver beágyazza ezt a szakértelmet (lásd a 7. ábrát). Ide tartozik a plazmagáz vágási iránya, a kezdeti magasságérzékelés, a szúrási sorrend és a vágási sebesség optimalizálása a fáklya- és plazmafolyamatokhoz.
2. ábra. Az éles („hegyes”) pisztolyok jobban megfelelnek a robotizált plazmavágásnak. De még ilyen pisztolygeometriák esetén is a legjobb a vágási magasság növelése az ütközések esélyének minimalizálása érdekében.
A szoftver biztosítja a túldefiniált rendszerek programozásához szükséges robotikai szakértelmet. Kezeli a szingularitásokat, vagy olyan helyzeteket, amikor a robotvég-végfeldolgozó (jelen esetben a plazmapisztoly) nem éri el a munkadarabot;ízületi határok;túlzás;csukló felborulása;ütközésészlelés;külső tengelyek;és a szerszámpálya optimalizálása.Először a programozó importálja a kész alkatrész CAD-fájlját offline robotprogramozó szoftverbe, majd meghatározza a vágandó élt, az átszúrási ponttal és egyéb paraméterekkel együtt, figyelembe véve az ütközési és tartománykényszereket.
Az offline robotikai szoftverek legfrissebb iterációi úgynevezett feladat-alapú offline programozást használnak. Ez a módszer lehetővé teszi a programozóknak, hogy automatikusan vágási útvonalakat generáljanak, és egyszerre több profilt válasszanak ki. A programozó kiválaszthat egy élpálya-választót, amely megmutatja a vágási útvonalat és irányt. , majd módosítsa a kezdő- és végpontokat, valamint a plazmafáklya irányát és dőlésszögét. A programozás általában kezdődik (a robotkar vagy a plazmarendszer márkájától függetlenül), és egy adott robotmodell bevonásával folytatódik.
Az eredményül kapott szimuláció mindent figyelembe tud venni a robotcellában, beleértve az olyan elemeket, mint a biztonsági korlátok, lámpatestek és plazmalámpák. Ezután figyelembe veszi a lehetséges kinematikai hibákat és ütközéseket a kezelő számára, aki ezután kijavíthatja a problémát. egy szimuláció feltárhat egy ütközési problémát a nyomástartó edény fején lévő két különböző vágás között. Minden bemetszés különböző magasságban van a fej körvonala mentén, így a bemetszések közötti gyors mozgásnak figyelembe kell vennie a szükséges távolságot – egy apró részletet, még azelőtt megoldódik, hogy a munka a padlóra kerülne, ami segít megszüntetni a fejfájást és a pazarlást.
A tartós munkaerőhiány és a növekvő vásárlói igények több gyártót késztetnek arra, hogy a robotizált plazmavágás felé forduljanak. Sajnos sokan azért merülnek a vízbe, hogy további komplikációkat fedezzenek fel, különösen akkor, ha az automatizálást integráló emberek nem ismerik a plazmavágási folyamatot. frusztrációhoz vezet.
Integrálja a plazmavágási ismereteket a kezdetektől fogva, és a dolgok megváltoznak. A plazmafolyamat-intelligenciával a robot szükség szerint foroghat és mozoghat a leghatékonyabb szúrás végrehajtásához, meghosszabbítva a fogyóeszközök élettartamát.A megfelelő irányban vág és úgy manőverez, hogy elkerülje a munkadarabot. ütközés.Ha ezt az automatizálási utat követik, a gyártók megtérülnek.
Ez a cikk a 2021-es FABTECH konferencián bemutatott „Advances in 3D Robotic Plasma Cutting” című dokumentumon alapul.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető fémalakító és -gyártás iparági magazinja.A magazin olyan híreket, műszaki cikkeket és esettörténeteket tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy hatékonyabban végezzék munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta szolgálja az ipart.
Most teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, és könnyű hozzáférést biztosít az értékes iparági erőforrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása már teljes mértékben hozzáférhető, egyszerű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Élvezze a teljes hozzáférést a STAMPING Journal digitális kiadásához, amely a legújabb technológiai fejlesztéseket, legjobb gyakorlatokat és iparági híreket tartalmazza a fémbélyegzési piac számára.
Most teljes hozzáféréssel a The Fabricator en Español digitális kiadásához, és könnyű hozzáférést biztosít az értékes iparági forrásokhoz.
Feladás időpontja: 2022. május 25
