Η ενσωματωμένη ρομποτική κοπή πλάσματος απαιτεί περισσότερα από έναν απλό φακό συνδεδεμένο στο άκρο του ρομποτικού βραχίονα. Η γνώση της διαδικασίας κοπής πλάσματος είναι το κλειδί.θησαυρός
Οι κατασκευαστές μετάλλων σε ολόκληρη τη βιομηχανία – σε εργαστήρια, βαριά μηχανήματα, ναυπηγική βιομηχανία και δομικό χάλυβα – προσπαθούν να ανταποκριθούν στις απαιτητικές προσδοκίες παράδοσης υπερβαίνοντας τις απαιτήσεις ποιότητας. Επιδιώκουν συνεχώς να μειώσουν το κόστος ενώ αντιμετωπίζουν το διαρκώς παρόν πρόβλημα της διατήρησης του ειδικευμένου εργατικού δυναμικού. Η επιχείρηση είναι δεν είναι εύκολο.
Πολλά από αυτά τα προβλήματα μπορούν να αναχθούν σε χειροκίνητες διεργασίες που εξακολουθούν να επικρατούν στη βιομηχανία, ειδικά όταν κατασκευάζονται προϊόντα σύνθετου σχήματος όπως βιομηχανικά καπάκια δοχείων, κυρτά δομικά εξαρτήματα από χάλυβα και σωλήνες και σωλήνες. Πολλοί κατασκευαστές αφιερώνουν το 25 έως 50 τοις εκατό των χρόνος κατεργασίας έως χειροκίνητη σήμανση, ποιοτικός έλεγχος και μετατροπή, όταν ο πραγματικός χρόνος κοπής (συνήθως με φορητό οξυγόνο ή κόφτη πλάσματος) είναι μόνο 10 έως 20 τοις εκατό.
Εκτός από τον χρόνο που καταναλώνεται από τέτοιες χειροκίνητες διαδικασίες, πολλές από αυτές τις περικοπές γίνονται γύρω από λανθασμένες τοποθεσίες χαρακτηριστικών, διαστάσεις ή ανοχές, απαιτώντας εκτεταμένες δευτερεύουσες λειτουργίες όπως λείανση και επανεπεξεργασία ή χειρότερα υλικά που πρέπει να απορριφθούν. Πολλά καταστήματα αφιερώνουν ως περίπου το 40% του συνολικού χρόνου επεξεργασίας τους σε αυτή τη χαμηλής αξίας εργασία και σπατάλη.
Όλα αυτά οδήγησαν σε μια ώθηση της βιομηχανίας προς την αυτοματοποίηση.Ένα κατάστημα που αυτοματοποιεί τις χειροκίνητες λειτουργίες κοπής με φακό για πολύπλοκα εξαρτήματα πολλαπλών αξόνων εφάρμοσε μια ρομποτική κυψέλη κοπής πλάσματος και, όπως ήταν αναμενόμενο, σημείωσε τεράστια κέρδη. Αυτή η λειτουργία εξαλείφει τη χειροκίνητη διάταξη και μια εργασία που θα χρειαζόταν 5 άτομα 6 ώρες μπορούν τώρα να γίνουν σε μόλις 18 λεπτά χρησιμοποιώντας ένα ρομπότ.
Αν και τα οφέλη είναι προφανή, η εφαρμογή της ρομποτικής κοπής πλάσματος απαιτεί περισσότερα από την αγορά ενός ρομπότ και ενός φακού πλάσματος. Εάν σκέφτεστε να κόψετε ρομποτικό πλάσμα, φροντίστε να ακολουθήσετε μια ολιστική προσέγγιση και να εξετάσετε ολόκληρη τη ροή αξίας. Επιπλέον, εργαστείτε με ένας ολοκληρωμένος συστήματος εκπαιδευμένος από κατασκευαστή που κατανοεί και κατανοεί την τεχνολογία πλάσματος και τα εξαρτήματα και τις διαδικασίες του συστήματος που απαιτούνται για να διασφαλιστεί ότι όλες οι απαιτήσεις ενσωματώνονται στον σχεδιασμό της μπαταρίας.
Σκεφτείτε επίσης το λογισμικό, το οποίο είναι αναμφισβήτητα ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία οποιουδήποτε ρομποτικού συστήματος κοπής πλάσματος. Εάν έχετε επενδύσει σε ένα σύστημα και το λογισμικό είτε είναι δύσκολο στη χρήση, απαιτεί μεγάλη τεχνογνωσία για να τρέξει ή το βρίσκετε χρειάζεται πολύς χρόνος για να προσαρμόσετε το ρομπότ στην κοπή πλάσματος και να διδάξετε τη διαδρομή κοπής, απλά χάνετε πολλά χρήματα.
Ενώ το λογισμικό ρομποτικής προσομοίωσης είναι κοινό, τα αποτελεσματικά ρομποτικά κύτταρα κοπής πλάσματος χρησιμοποιούν λογισμικό ρομποτικού προγραμματισμού εκτός σύνδεσης που θα εκτελεί αυτόματα προγραμματισμό διαδρομής ρομπότ, θα αναγνωρίζει και θα αντισταθμίζει τις συγκρούσεις και θα ενσωματώνει τη γνώση της διαδικασίας κοπής πλάσματος. Η ενσωμάτωση βαθιάς γνώσης διαδικασίας πλάσματος είναι το κλειδί. Με λογισμικό σαν αυτό , η αυτοματοποίηση ακόμη και των πιο περίπλοκων ρομποτικών εφαρμογών κοπής πλάσματος γίνεται πολύ πιο εύκολη.
Τα περίπλοκα σχήματα πολλαπλών αξόνων για την κοπή πλάσματος απαιτούν μοναδική γεωμετρία φακού. Εφαρμόστε τη γεωμετρία του φακού που χρησιμοποιείται σε μια τυπική εφαρμογή XY (βλ. Εικόνα 1) σε ένα περίπλοκο σχήμα, όπως μια κυρτή κεφαλή δοχείου πίεσης, και θα αυξήσετε την πιθανότητα σύγκρουσης. Για το λόγο αυτό, οι φακοί με αιχμηρή γωνία (με «μυτερή» σχεδίαση) ταιριάζουν καλύτερα για ρομποτική κοπή.
Όλοι οι τύποι συγκρούσεων δεν μπορούν να αποφευχθούν μόνο με έναν φακό με οξεία γωνία. Το πρόγραμμα ανταλλακτικών πρέπει επίσης να περιέχει αλλαγές στο ύψος κοπής (δηλαδή η άκρη του φακού πρέπει να έχει απόσταση από το τεμάχιο εργασίας) για να αποφευχθούν συγκρούσεις (βλ. Εικόνα 2).
Κατά τη διαδικασία κοπής, το αέριο πλάσματος ρέει κάτω από το σώμα του φακού με κατεύθυνση δίνης προς το άκρο του φακού. Αυτή η περιστροφική δράση επιτρέπει στη φυγόκεντρη δύναμη να τραβήξει βαριά σωματίδια από τη στήλη αερίου στην περιφέρεια της οπής του ακροφυσίου και προστατεύει το συγκρότημα του φακού από η ροή των καυτών ηλεκτρονίων. Η θερμοκρασία του πλάσματος είναι κοντά στους 20.000 βαθμούς Κελσίου, ενώ τα χάλκινα μέρη του φακού λιώνουν στους 1.100 βαθμούς Κελσίου. Τα αναλώσιμα χρειάζονται προστασία και ένα μονωτικό στρώμα βαρέων σωματιδίων παρέχει προστασία.
Εικόνα 1. Τα τυπικά σώματα φακών έχουν σχεδιαστεί για κοπή λαμαρίνας. Η χρήση του ίδιου φακού σε εφαρμογή πολλαπλών αξόνων αυξάνει την πιθανότητα σύγκρουσης με το τεμάχιο εργασίας.
Ο στροβιλισμός κάνει τη μία πλευρά της κοπής πιο ζεστή από την άλλη. Οι πυρσοί με περιστρεφόμενο αέριο δεξιόστροφα τοποθετούν συνήθως την καυτή πλευρά της κοπής στη δεξιά πλευρά του τόξου (όταν την κοιτάζουν από πάνω προς την κατεύθυνση της κοπής). Αυτό σημαίνει ότι το Ο μηχανικός διεργασίας εργάζεται σκληρά για να βελτιστοποιήσει την καλή πλευρά της κοπής και υποθέτει ότι η κακή πλευρά (αριστερά) θα είναι σκραπ (βλ. Εικόνα 3).
Τα εσωτερικά χαρακτηριστικά πρέπει να κοπούν αριστερόστροφα, με την καυτή πλευρά του πλάσματος να κάνει καθαρή τομή στη δεξιά πλευρά (πλευρά της ακμής). Ο φακός κόβει προς τη λάθος κατεύθυνση, μπορεί να δημιουργήσει μια μεγάλη κωνικότητα στο προφίλ κοπής και να αυξήσει τη σκωρία στην άκρη του εξαρτήματος. Ουσιαστικά, κάνετε "καλές κοπές" στα σκραπ.
Σημειώστε ότι τα περισσότερα τραπέζια κοπής πάνελ πλάσματος έχουν ενσωματωμένη ευφυΐα διεργασίας στον ελεγκτή σχετικά με την κατεύθυνση της κοπής τόξου. Αλλά στον τομέα της ρομποτικής, αυτές οι λεπτομέρειες δεν είναι απαραίτητα γνωστές ή κατανοητές και δεν είναι ακόμη ενσωματωμένες σε έναν τυπικό ελεγκτή ρομπότ – Επομένως, είναι σημαντικό να έχετε λογισμικό προγραμματισμού ρομπότ εκτός σύνδεσης με γνώση της διαδικασίας ενσωματωμένου πλάσματος.
Η κίνηση του πυρσού που χρησιμοποιείται για τη διάτρηση μετάλλου έχει άμεση επίδραση στα αναλώσιμα κοπής πλάσματος. Εάν ο φακός πλάσματος τρυπήσει το φύλλο στο ύψος κοπής (πολύ κοντά στο τεμάχιο εργασίας), η ανάκρουση του λιωμένου μετάλλου μπορεί να καταστρέψει γρήγορα την ασπίδα και το ακροφύσιο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα κακή ποιότητα κοπής και μειωμένη διάρκεια ζωής.
Και πάλι, αυτό συμβαίνει σπάνια σε εφαρμογές κοπής λαμαρίνας με σκελετό, καθώς ο υψηλός βαθμός τεχνογνωσίας στον πυρσό είναι ήδη ενσωματωμένος στον ελεγκτή. Ο χειριστής πατά ένα κουμπί για να ξεκινήσει η ακολουθία τρυπήματος, η οποία ξεκινά μια σειρά συμβάντων για να εξασφαλίσει το σωστό ύψος τρυπήματος .
Πρώτον, ο φακός εκτελεί μια διαδικασία ανίχνευσης ύψους, συνήθως χρησιμοποιώντας ένα ωμικό σήμα για την ανίχνευση της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας. Μετά την τοποθέτηση της πλάκας, ο φακός αποσύρεται από την πλάκα στο ύψος μεταφοράς, που είναι η βέλτιστη απόσταση για τη μεταφορά του τόξου πλάσματος στο τεμάχιο εργασίας. Μόλις μεταφερθεί το τόξο πλάσματος, μπορεί να θερμανθεί εντελώς. Σε αυτό το σημείο ο φακός μετακινείται στο ύψος διάτρησης, το οποίο είναι μια ασφαλέστερη απόσταση από το τεμάχιο εργασίας και πιο μακριά από την επαναφορά του λιωμένου υλικού. Ο φακός διατηρεί αυτό απόσταση έως ότου το τόξο πλάσματος εισχωρήσει πλήρως στην πλάκα. Αφού ολοκληρωθεί η καθυστέρηση διάτρησης, ο φακός κινείται προς τα κάτω προς τη μεταλλική πλάκα και ξεκινά την κίνηση κοπής (βλ. Εικόνα 4).
Και πάλι, όλη αυτή η ευφυΐα συνήθως ενσωματώνεται στον ελεγκτή πλάσματος που χρησιμοποιείται για την κοπή φύλλων, όχι στον ελεγκτή ρομπότ. Η ρομποτική κοπή έχει επίσης ένα άλλο επίπεδο πολυπλοκότητας. Το τρύπημα σε λάθος ύψος είναι αρκετά κακό, αλλά όταν κόβετε σχήματα πολλαπλών αξόνων, ο φακός μπορεί να μην είναι στην καλύτερη κατεύθυνση για το τεμάχιο εργασίας και το πάχος του υλικού. Εάν ο φακός δεν είναι κάθετος στη μεταλλική επιφάνεια που τρυπάει, θα καταλήξει να κόψει μια παχύτερη διατομή από ό,τι χρειάζεται, χάνοντας τη ζωή των αναλώσιμων. Επιπλέον, τρυπώντας ένα τεμάχιο εργασίας με περίγραμμα προς τη λάθος κατεύθυνση μπορεί να τοποθετήσει το συγκρότημα του φακού πολύ κοντά στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, εκθέτοντάς το σε ανάδευση τήξης και προκαλώντας πρόωρη αστοχία (βλ. Εικόνα 5).
Εξετάστε μια εφαρμογή ρομποτικής κοπής πλάσματος που περιλαμβάνει κάμψη της κεφαλής ενός δοχείου πίεσης. Παρόμοια με την κοπή φύλλων, ο ρομποτικός φακός θα πρέπει να τοποθετηθεί κάθετα στην επιφάνεια του υλικού για να διασφαλιστεί η λεπτότερη δυνατή διατομή για διάτρηση. Καθώς ο φακός πλάσματος πλησιάζει το τεμάχιο εργασίας , χρησιμοποιεί ανίχνευση ύψους έως ότου βρει την επιφάνεια του σκάφους, στη συνέχεια αποσύρεται κατά μήκος του άξονα του πυρσού για να μεταφέρει το ύψος. Αφού μεταφερθεί το τόξο, ο φακός ανασύρεται ξανά κατά μήκος του άξονα του φακού για να τρυπήσει το ύψος, με ασφάλεια μακριά από την ανάκρουση (βλ. Εικόνα 6) .
Μόλις λήξει η καθυστέρηση διάτρησης, ο φακός χαμηλώνει στο ύψος κοπής. Κατά την επεξεργασία των περιγραμμάτων, ο φακός περιστρέφεται στην επιθυμητή κατεύθυνση κοπής ταυτόχρονα ή με βήματα. Σε αυτό το σημείο, αρχίζει η σειρά κοπής.
Τα ρομπότ ονομάζονται υπερκαθορισμένα συστήματα. Τούτου λεχθέντος, έχει πολλούς τρόπους για να φτάσει στο ίδιο σημείο. Αυτό σημαίνει ότι οποιοσδήποτε διδάσκει ένα ρομπότ να κινείται ή οποιοσδήποτε άλλος, πρέπει να έχει ένα ορισμένο επίπεδο τεχνογνωσίας, είτε στην κατανόηση της κίνησης του ρομπότ είτε στην κατεργασία απαιτήσεις κοπής πλάσματος.
Αν και τα μενταγιόν διδασκαλίας έχουν εξελιχθεί, ορισμένες εργασίες δεν είναι εγγενώς κατάλληλες για τη διδασκαλία προγραμματισμού μενταγιόν—ειδικά εργασίες που περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό μικτών εξαρτημάτων χαμηλού όγκου. Τα ρομπότ δεν παράγουν όταν διδάσκονται και η ίδια η διδασκαλία μπορεί να διαρκέσει ώρες ή ακόμα και ημέρες για σύνθετα μέρη.
Το λογισμικό προγραμματισμού ρομπότ εκτός σύνδεσης που έχει σχεδιαστεί με μονάδες κοπής πλάσματος θα ενσωματώσει αυτήν την τεχνογνωσία (βλ. Εικόνα 7). Περιλαμβάνει κατεύθυνση κοπής αερίου πλάσματος, αρχική ανίχνευση ύψους, αλληλουχία διάτρησης και βελτιστοποίηση ταχύτητας κοπής για διαδικασίες πυρσού και πλάσματος.
Σχήμα 2. Οι κοφτεροί («μυτεροί») πυρσοί ταιριάζουν καλύτερα για ρομποτική κοπή πλάσματος. Αλλά ακόμα και με αυτές τις γεωμετρίες του φακού, είναι καλύτερο να αυξήσετε το ύψος κοπής για να ελαχιστοποιήσετε την πιθανότητα σύγκρουσης.
Το λογισμικό παρέχει την ρομποτική τεχνογνωσία που απαιτείται για τον προγραμματισμό υπερκαθορισμένων συστημάτων. Διαχειρίζεται μοναδικότητες ή καταστάσεις όπου ο ρομποτικός τελικός τελεστής (στην περίπτωση αυτή, ο φακός πλάσματος) δεν μπορεί να φτάσει στο κατεργαζόμενο τεμάχιο.κοινά όρια?υπερταξίδι?ανατροπή καρπού?ανίχνευση σύγκρουσης?εξωτερικοί άξονες?και βελτιστοποίηση διαδρομής εργαλείων. Αρχικά, ο προγραμματιστής εισάγει το αρχείο CAD του τελικού τμήματος σε λογισμικό προγραμματισμού ρομπότ εκτός σύνδεσης και, στη συνέχεια, ορίζει την άκρη που θα κοπεί, μαζί με το σημείο διάτρησης και άλλες παραμέτρους, λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς σύγκρουσης και εμβέλειας.
Μερικές από τις πιο πρόσφατες επαναλήψεις λογισμικού ρομποτικής εκτός σύνδεσης χρησιμοποιούν τον λεγόμενο προγραμματισμό χωρίς σύνδεση βάσει εργασιών. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους προγραμματιστές να δημιουργούν αυτόματα διαδρομές κοπής και να επιλέγουν ταυτόχρονα πολλαπλά προφίλ. Ο προγραμματιστής μπορεί να επιλέξει έναν επιλογέα διαδρομής άκρων που δείχνει τη διαδρομή και την κατεύθυνση κοπής και, στη συνέχεια, επιλέξτε να αλλάξετε τα σημεία έναρξης και λήξης, καθώς και την κατεύθυνση και την κλίση του φακού πλάσματος. Ο προγραμματισμός ξεκινά γενικά (ανεξάρτητα από τη μάρκα του ρομποτικού βραχίονα ή του συστήματος πλάσματος) και προχωρά στη συμπερίληψη ενός συγκεκριμένου μοντέλου ρομπότ.
Η προσομοίωση που προκύπτει μπορεί να λάβει υπόψη τα πάντα στο ρομποτικό κύτταρο, συμπεριλαμβανομένων στοιχείων όπως φραγμούς ασφαλείας, φωτιστικά και φακούς πλάσματος. Στη συνέχεια, λαμβάνει υπόψη τυχόν κινηματικά σφάλματα και συγκρούσεις για τον χειριστή, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να διορθώσει το πρόβλημα. μια προσομοίωση μπορεί να αποκαλύψει ένα πρόβλημα σύγκρουσης μεταξύ δύο διαφορετικών τομών στην κεφαλή ενός δοχείου πίεσης. Κάθε τομή βρίσκεται σε διαφορετικό ύψος κατά μήκος του περιγράμματος της κεφαλής, επομένως η γρήγορη κίνηση μεταξύ των τομών πρέπει να λαμβάνει υπόψη το απαραίτητο διάκενο - μια μικρή λεπτομέρεια, επιλύεται πριν φτάσει η εργασία στο πάτωμα, γεγονός που βοηθά στην εξάλειψη των πονοκεφάλων και της σπατάλης.
Οι επίμονες ελλείψεις εργατικού δυναμικού και η αυξανόμενη ζήτηση των πελατών έχουν ωθήσει περισσότερους κατασκευαστές να στραφούν στη ρομποτική κοπή πλάσματος.Δυστυχώς, πολλοί άνθρωποι βουτούν στο νερό μόνο και μόνο για να ανακαλύψουν περισσότερες επιπλοκές, ειδικά όταν οι άνθρωποι που ενσωματώνουν την αυτοματοποίηση δεν γνωρίζουν τη διαδικασία κοπής πλάσματος. Αυτό το μονοπάτι θα οδηγήσουν σε απογοήτευση.
Ενσωματώστε τη γνώση κοπής πλάσματος από την αρχή και τα πράγματα αλλάζουν. Με την ευφυΐα διαδικασίας πλάσματος, το ρομπότ μπορεί να περιστρέφεται και να κινείται όπως χρειάζεται για να εκτελέσει την πιο αποτελεσματική διάτρηση, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής των αναλώσιμων. Κόβει στη σωστή κατεύθυνση και ελιγμούς για να αποφύγει οποιοδήποτε τεμάχιο εργασίας σύγκρουση.Όταν ακολουθούν αυτόν τον δρόμο του αυτοματισμού, οι κατασκευαστές αποκομίζουν ανταμοιβές.
Αυτό το άρθρο βασίζεται στις «Προόδους στην 3D Robotic Plasma Cutting» που παρουσιάστηκε στο συνέδριο FABTECH 2021.
Το FABRICATOR είναι το κορυφαίο περιοδικό της βιομηχανίας μορφοποίησης και κατασκευής μετάλλων στη Βόρεια Αμερική. Το περιοδικό παρέχει ειδήσεις, τεχνικά άρθρα και ιστορικά υποθέσεων που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να κάνουν τη δουλειά τους πιο αποτελεσματικά. Το FABRICATOR υπηρετεί τη βιομηχανία από το 1970.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του περιοδικού STAMPING, το οποίο παρέχει τις πιο πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις, τις βέλτιστες πρακτικές και τα νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Μαΐου 2022
