Интегрираното роботско сечење со плазма бара повеќе од само факел прикачен на крајот од роботската рака. Познавањето на процесот на сечење со плазма е клучно. богатство
Производителите на метал низ целата индустрија - во работилници, тешка машинерија, бродоградба и конструкциски челик - се стремат да ги исполнат очекувањата за испорака, а воедно да ги надминат барањата за квалитет. Тие постојано се стремат да ги намалат трошоците, а воедно да се справат со секогаш присутниот проблем на задржување на квалификувана работна сила. Бизнисот не е лесен.
Многу од овие проблеми може да се проследат до рачните процеси кои сè уште се распространети во индустријата, особено при производство на сложени обликувани производи како што се индустриски капаци на контејнери, закривени компоненти од конструктивен челик и цевки и цевководи. Многу производители посветуваат 25 до 50 проценти од своето време за обработка на рачно обележување, контрола на квалитетот и конверзија, кога вистинското време на сечење (обично со рачен секач за оксигориво или плазма) е само 10 до 20 проценти.
Покрај времето потрошено за ваквите рачни процеси, многу од овие сечења се прават околу погрешни локации на карактеристиките, димензии или толеранции, што бара обемни секундарни операции како што се брусење и преработка, или уште полошо, материјали што треба да се отстранат. Многу продавници посветуваат дури 40% од вкупното време за обработка на оваа работа и отпад со ниска вредност.
Сето ова доведе до притисок на индустријата кон автоматизација. Работилница која ги автоматизира операциите за рачно сечење со факел за сложени повеќеосни делови имплементираше роботизирана ќелија за сечење со плазма и, не е изненадувачки, забележа огромни придобивки. Оваа операција го елиминира рачното распоредување, а работа што би им одземала 5 луѓе и 6 часа сега може да се заврши за само 18 минути со помош на робот.
Иако придобивките се очигледни, имплементацијата на роботско сечење со плазма бара повеќе од само купување робот и плазма факел. Ако размислувате за роботско сечење со плазма, не заборавајте да пристапите кон холистички пристап и да го разгледате целиот тек на вредност. Дополнително, работете со системски интегратор обучен од производителот кој ја разбира и разбира плазма технологијата и системските компоненти и процеси потребни за да се осигура дека сите барања се интегрирани во дизајнот на батеријата.
Исто така, земете го предвид софтверот, кој е веројатно една од најважните компоненти на кој било роботски систем за сечење со плазма. Ако сте инвестирале во систем и софтверот е или тежок за користење, бара многу експертиза за да се работи или сметате дека е потребно многу време за да се прилагоди роботот на сечење со плазма и да се научи патеката на сечење, само трошите многу пари.
Иако софтверот за роботска симулација е вообичаен, ефикасните роботски ќелии за сечење плазма користат офлајн софтвер за роботско програмирање кој автоматски ќе извршува програмирање на патеката на роботот, ќе идентификува и компензира судири и ќе интегрира знаење за процесот на сечење плазма. Вклучувањето на длабоко знаење за процесот на сечење плазма е клучно. Со ваков софтвер, автоматизирањето дури и на најсложените апликации за роботско сечење плазма станува многу полесно.
Сечењето со плазма на сложени повеќеоски форми бара уникатна геометрија на факелот. Применете ја геометријата на факелот што се користи во типична XY апликација (видете ја Слика 1) на комплексен облик, како што е закривена глава на сад под притисок, и ќе ја зголемите веројатноста за судири. Поради оваа причина, факелите со остар агол (со „зашилен“ дизајн) се посоодветни за роботско сечење форми.
Сите видови судири не можат да се избегнат само со фенерче со остар агол. Програмата за делот мора да содржи и промени во висината на сечење (т.е. врвот на фенерчето мора да има растојание од работното парче) за да се избегнат судири (видете ја Слика 2).
За време на процесот на сечење, плазма гасот тече по телото на факелот во насока на вртлог кон врвот на факелот. Ова ротационо дејство овозможува центрифугалната сила да ги извлече тешките честички од гасната колона кон периферијата на отворот на млазницата и го штити склопот на факелот од протокот на жешки електрони. Температурата на плазмата е близу 20.000 степени Целзиусови, додека бакарните делови на факелот се топат на 1.100 степени Целзиусови. Потрошувачките материјали имаат потреба од заштита, а изолациски слој од тешки честички обезбедува заштита.
Слика 1. Стандардните тела на факелите се дизајнирани за сечење лим. Користењето на истата факел во повеќеосна апликација ја зголемува можноста за судири со обработуваниот дел.
Вителот ја прави едната страна од засекот потопла од другата. Факелите со гас што ротира во насока на стрелките на часовникот обично ја поставуваат жешката страна од засекот на десната страна од лакот (кога се гледа одозгора во насока на засекот). Ова значи дека инженерот за обработка работи напорно за да ја оптимизира добрата страна од засекот и претпоставува дека лошата страна (лево) ќе биде отпад (видете ја Слика 3).
Внатрешните елементи треба да се сечат во насока спротивна од стрелките на часовникот, при што топлата страна на плазмата прави чист рез на десната страна (страната на работ на делот). Наместо тоа, периметарот на делот треба да се сече во насока на стрелките на часовникот. Ако факелот сече во погрешна насока, може да создаде големо стеснување во профилот на сечење и да ја зголеми згурата на работ на делот. Во суштина, правите „добри резови“ на отпадот.
Забележете дека повеќето маси за сечење плазма панели имаат вградена интелигенција за процесот во контролерот во врска со насоката на лачното сечење. Но, во областа на роботиката, овие детали не се нужно познати или разбрани и сè уште не се вградени во типичен роботски контролер - па затоа е важно да имате офлајн софтвер за програмирање на роботи со познавање на вградениот процес на плазма.
Движењето на факелот што се користи за прободување на метал има директен ефект врз потрошниот материјал за сечење со плазма. Ако плазма факелот го прободе лимот на висина на сечење (премногу блиску до обработуваниот дел), отскокот на стопениот метал може брзо да го оштети штитникот и млазницата. Ова резултира со лош квалитет на сечење и намален век на траење на потрошниот материјал.
Повторно, ова ретко се случува во апликациите за сечење лим со портален механизам, бидејќи високиот степен на експертиза за факелот е веќе вграден во контролерот. Операторот притиска копче за да ја иницира секвенцата на пробивање, што иницира серија настани за да се обезбеди соодветна висина на пробивање.
Прво, факелот извршува постапка за мерење на висина, обично користејќи омски сигнал за да ја детектира површината на работниот дел. По позиционирањето на плочата, факелот се повлекува од плочата до висината на пренос, што е оптимално растојание за пренос на плазма лакот до работниот дел. Откако плазма лакот ќе се пренесе, тој може целосно да се загрее. Во овој момент, факелот се движи до висината на пробивање, што е побезбедно растојание од работниот дел и подалеку од повратниот удар на стопениот материјал. Факелот го одржува ова растојание сè додека плазма лакот целосно не ја пробие плочата. Откако ќе заврши одложувањето на пробивањето, факелот се движи надолу кон металната плоча и го започнува движењето на сечење (видете Слика 4).
Повторно, целата оваа интелигенција обично е вградена во плазма контролерот што се користи за сечење лимови, а не во роботскиот контролер. Роботското сечење има и друг слој на сложеност. Дупчењето на погрешна висина е доволно лошо, но при сечење на повеќеосни форми, факелот можеби не е во најдобрата насока за работното парче и дебелината на материјалот. Ако факелот не е нормален на металната површина што ја прободува, ќе заврши со сечење на подебел пресек од потребното, губејќи го векот на траење на потрошниот материјал. Дополнително, дупчењето на контуриран работен дел во погрешна насока може да го постави склопот на факелот премногу блиску до површината на работното парче, изложувајќи го на повратен удар од топење и предизвикувајќи предвремено откажување (видете ја Слика 5).
Размислете за роботизирано сечење со плазма што вклучува свиткување на главата на сад под притисок. Слично на сечењето лим, роботскиот факел треба да биде поставен нормално на површината на материјалот за да се обезбеди најтенкиот можен пресек за перфорација. Како што плазма факелот се приближува до работниот дел, тој користи сензор за висина сè додека не ја пронајде површината на садот, а потоа се повлекува по оската на факелот за да ја пренесе висината. Откако ќе се пренесе лакот, факелот повторно се повлекува по оската на факелот за да ја пробие висината, безбедно подалеку од повратен удар (видете Слика 6).
Откако ќе истече времето за пробивање, факелот се спушта до висината на сечење. При обработка на контури, факелот се ротира во саканата насока на сечење истовремено или во чекори. Во овој момент, започнува секвенцата на сечење.
Роботите се нарекуваат предодредени системи. Сепак, постојат повеќе начини да се стигне до истата точка. Ова значи дека секој што учи робот да се движи, или некој друг, мора да има одредено ниво на експертиза, без разлика дали во разбирањето на движењето на роботот или во барањата за машинска обработка при сечење со плазма.
Иако приврзоците за учење еволуирале, некои задачи не се по природа погодни за програмирање на приврзоци за учење - особено задачи што вклучуваат голем број мешани делови со мал волумен. Роботите не произведуваат кога се учат, а самото учење може да трае со часови, па дури и денови за сложени делови.
Софтверот за офлајн програмирање на роботи дизајниран со модули за сечење со плазма ќе ја вгради оваа експертиза (видете ја Слика 7). Ова вклучува насока на сечење со плазма гас, почетно мерење на висината, секвенционирање на пробивањето и оптимизација на брзината на сечење за процеси со факел и плазма.
Слика 2. Острите („зашилени“) факели се посоодветни за роботско сечење со плазма. Но, дури и со овие геометрии на факелите, најдобро е да се зголеми висината на сечење за да се минимизира можноста за судири.
Софтверот ја обезбедува роботичката експертиза потребна за програмирање на предодредени системи. Управува со сингуларности, или ситуации каде што роботскиот краен ефектор (во овој случај, плазма факелот) не може да го достигне обработениот дел; граници на спојот; пречекорување; превртување на зглобот; откривање на судири; надворешни оски; и оптимизација на патеката на алатот. Прво, програмерот ја увезува CAD датотеката на готовиот дел во офлајн софтвер за програмирање на роботи, а потоа го дефинира работ што треба да се сече, заедно со точката на пробивање и други параметри, земајќи ги предвид ограничувањата на судирот и опсегот.
Некои од најновите итерации на софтвер за офлајн роботика користат таканаречено офлајн програмирање базирано на задачи. Овој метод им овозможува на програмерите автоматски да генерираат патеки за сечење и да избираат повеќе профили одеднаш. Програмерот може да избере селектор на патека на рабовите што ја покажува патеката и насоката на сечење, а потоа да избере да ги промени почетните и крајните точки, како и насоката и наклонот на плазма факелот. Програмирањето генерално започнува (независно од марката на роботската рака или плазма системот) и продолжува да вклучува специфичен модел на робот.
Резултирачката симулација може да земе предвид сè во роботската ќелија, вклучувајќи елементи како што се безбедносни бариери, светилки и плазма факели. Потоа, таа ги зема предвид сите потенцијални кинематички грешки и судири за операторот, кој потоа може да го поправи проблемот. На пример, симулацијата може да открие проблем со судир помеѓу два различни засеци во главата на сад под притисок. Секој засек е на различна висина по должината на контурата на главата, па затоа брзото движење помеѓу засеците мора да го земе предвид потребниот простор - мал детаљ, решен пред работата да стигне до подот, што помага да се елиминираат главоболките и отпадот.
Постојаниот недостиг на работна сила и растечката побарувачка од страна на клиентите ги натераа повеќе производители да се свртат кон роботизирано сечење со плазма. За жал, многу луѓе се впуштаат во тоа само за да откријат повеќе компликации, особено кога луѓето што ја интегрираат автоматизацијата немаат познавање за процесот на сечење со плазма. Овој пат само ќе доведе до фрустрација.
Интегрирајте го знаењето за сечење со плазма од самиот почеток и работите ќе се променат. Со интелигенција за процесот на плазма, роботот може да ротира и да се движи по потреба за да го изврши најефикасното дупчење, продолжувајќи го животниот век на потрошниот материјал. Сече во правилна насока и маневрира за да избегне судир со работното парче. Кога го следат овој пат на автоматизација, производителите жнеат награди.
Оваа статија е заснована на „Напредок во 3Д роботското сечење со плазма“ презентирано на конференцијата FABTECH во 2021 година.
FABRICATOR е водечкото списание за индустријата за обликување и изработка на метал во Северна Америка. Списанието обезбедува вести, технички статии и историја на случаи што им овозможуваат на производителите поефикасно да ја извршуваат својата работа. FABRICATOR и служи на индустријата од 1970 година.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен пристап до вредни индустриски ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal сега е целосно достапно, овозможувајќи лесен пристап до вредни индустриски ресурси.
Уживајте во целосен пристап до дигиталното издание на STAMPING Journal, кое ги обезбедува најновите технолошки достигнувања, најдобри практики и индустриски вести за пазарот на метално печатење.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The Fabricator на шпански јазик, лесен пристап до вредни индустриски ресурси.
Време на објавување: 25 мај 2022 година
