Pemotongan plasma robotik bersepadu memerlukan lebih daripada sekadar obor yang dipasang pada hujung lengan robot.Pengetahuan tentang proses pemotongan plasma adalah kunci.harta karun
Fabrikasi logam di seluruh industri - di bengkel, jentera berat, pembinaan kapal dan keluli struktur - berusaha untuk memenuhi jangkaan penghantaran yang menuntut sambil melebihi keperluan kualiti. Mereka sentiasa berusaha untuk mengurangkan kos sambil menangani masalah yang sentiasa wujud dalam mengekalkan tenaga kerja mahir. Perniagaan adalah bukan mudah.
Kebanyakan masalah ini boleh dikesan kembali kepada proses manual yang masih berleluasa dalam industri, terutamanya apabila mengeluarkan produk berbentuk kompleks seperti penutup bekas industri, komponen keluli struktur melengkung, dan paip dan tiub. Banyak pengeluar menumpukan 25 hingga 50 peratus daripada mereka. masa pemesinan kepada penandaan manual, kawalan kualiti, dan penukaran, apabila masa pemotongan sebenar (biasanya dengan oxyfuel atau pemotong plasma genggam) hanya 10 hingga 20 peratus.
Selain masa yang digunakan oleh proses manual sedemikian, banyak pemotongan ini dibuat di sekitar lokasi ciri, dimensi atau toleransi yang salah, yang memerlukan operasi sekunder yang meluas seperti pengisaran dan kerja semula, atau lebih teruk lagi, Bahan yang perlu dibuang. Banyak kedai mendedikasikan sebagai sebanyak 40% daripada jumlah masa pemprosesan mereka kepada kerja dan pembaziran yang bernilai rendah ini.
Semua ini telah membawa kepada dorongan industri ke arah automasi. Sebuah kedai yang mengautomasikan operasi pemotongan obor manual untuk bahagian berbilang paksi yang kompleks melaksanakan sel pemotong plasma robotik dan, tidak mengejutkan, menyaksikan keuntungan yang besar. Operasi ini menghapuskan susun atur manual dan kerja yang akan mengambil masa 5 orang 6 jam kini boleh dilakukan hanya dalam 18 minit menggunakan robot.
Walaupun faedahnya jelas, melaksanakan pemotongan plasma robotik memerlukan lebih daripada sekadar membeli robot dan obor plasma. Jika anda sedang mempertimbangkan pemotongan plasma robotik, pastikan anda mengambil pendekatan holistik dan melihat keseluruhan aliran nilai. Selain itu, bekerjasama dengan penyepadu sistem terlatih pengeluar yang memahami dan memahami teknologi plasma serta komponen dan proses sistem yang diperlukan untuk memastikan semua keperluan disepadukan ke dalam reka bentuk bateri.
Juga pertimbangkan perisian, yang boleh dikatakan salah satu komponen terpenting bagi mana-mana sistem pemotongan plasma robotik. Jika anda telah melabur dalam sistem dan perisian itu sama ada sukar untuk digunakan, memerlukan banyak kepakaran untuk dijalankan, atau anda mendapati ia mengambil banyak masa untuk menyesuaikan robot kepada pemotongan plasma dan mengajar laluan pemotongan, anda hanya membazirkan banyak wang.
Walaupun perisian simulasi robot adalah perkara biasa, sel pemotong plasma robotik yang berkesan menggunakan perisian pengaturcaraan robotik luar talian yang secara automatik akan melaksanakan pengaturcaraan laluan robot, mengenal pasti dan mengimbangi perlanggaran, dan menyepadukan pengetahuan proses pemotongan plasma. Menggabungkan pengetahuan proses plasma dalam adalah kunci. Dengan perisian seperti ini , mengautomasikan walaupun aplikasi pemotongan plasma robotik yang paling kompleks menjadi lebih mudah.
Bentuk berbilang paksi kompleks pemotongan plasma memerlukan geometri obor yang unik. Gunakan geometri obor yang digunakan dalam aplikasi XY biasa (lihat Rajah 1) kepada bentuk yang kompleks, seperti kepala bekas tekanan melengkung, dan anda akan meningkatkan kemungkinan perlanggaran. Atas sebab ini, obor bersudut tajam (dengan reka bentuk "runcing") adalah lebih sesuai untuk pemotongan bentuk robotik.
Semua jenis perlanggaran tidak boleh dielakkan dengan lampu suluh bersudut tajam sahaja. Program bahagian juga mesti mengandungi perubahan pada ketinggian potong (iaitu hujung obor mesti mempunyai kelegaan pada bahan kerja) untuk mengelakkan perlanggaran (lihat Rajah 2).
Semasa proses pemotongan, gas plasma mengalir ke bawah badan obor dalam arah pusaran ke hujung obor. Tindakan putaran ini membolehkan daya emparan menarik zarah berat keluar dari lajur gas ke pinggir lubang muncung dan melindungi pemasangan obor daripada aliran elektron panas.Suhu plasma adalah hampir 20,000 darjah Celsius, manakala bahagian tembaga obor cair pada 1,100 darjah Celsius. Bahan guna guna memerlukan perlindungan, dan lapisan penebat zarah berat memberikan perlindungan.
Rajah 1. Badan obor standard direka bentuk untuk pemotongan kepingan logam. Menggunakan obor yang sama dalam aplikasi berbilang paksi meningkatkan peluang perlanggaran dengan bahan kerja.
Pusaran menjadikan satu sisi potongan lebih panas daripada yang lain. Obor dengan gas berputar mengikut arah jam biasanya meletakkan bahagian panas potongan di sebelah kanan arka (apabila dilihat dari atas ke arah pemotongan). Ini bermakna bahawa jurutera proses bekerja keras untuk mengoptimumkan bahagian baik potongan dan menganggap bahawa bahagian buruk (kiri) akan menjadi sekerap (lihat Rajah 3).
Ciri dalaman perlu dipotong mengikut arah lawan jam, dengan bahagian panas plasma membuat potongan bersih di sebelah kanan (bahagian tepi tepi). Sebaliknya, perimeter bahagian itu perlu dipotong mengikut arah jam. Jika obor memotong ke arah yang salah, ia boleh membuat tirus besar dalam profil potongan dan meningkatkan kotoran di pinggir bahagian. Pada asasnya, anda meletakkan "potongan yang baik" pada sekerap.
Ambil perhatian bahawa kebanyakan meja pemotongan panel plasma mempunyai kecerdasan proses yang dibina ke dalam pengawal berkenaan arah pemotongan arka. Tetapi dalam bidang robotik, butiran ini tidak semestinya diketahui atau difahami, dan ia belum dibenamkan dalam pengawal robot biasa – jadi adalah penting untuk mempunyai perisian pengaturcaraan robot luar talian dengan pengetahuan tentang proses plasma terbenam.
Pergerakan obor yang digunakan untuk menembusi logam mempunyai kesan langsung pada bahan habis pemotongan plasma. Jika obor plasma menembusi kepingan pada ketinggian pemotongan (terlalu dekat dengan bahan kerja), gegelung logam cair dengan cepat boleh merosakkan perisai dan muncung. Ini mengakibatkan kualiti pemotongan yang kurang baik dan hayat penggunaan yang dikurangkan.
Sekali lagi, ini jarang berlaku dalam aplikasi pemotongan kepingan logam dengan gantri, kerana tahap kepakaran obor yang tinggi telah dibina ke dalam pengawal. Operator menekan butang untuk memulakan urutan tusukan, yang memulakan satu siri acara untuk memastikan ketinggian tusukan yang betul .
Pertama, obor melakukan prosedur pengesan ketinggian, biasanya menggunakan isyarat ohmik untuk mengesan permukaan bahan kerja. Selepas meletakkan plat, obor ditarik balik dari plat ke ketinggian pemindahan, yang merupakan jarak optimum untuk arka plasma dipindahkan ke bahan kerja.Setelah arka plasma dipindahkan, ia boleh memanaskan sepenuhnya. Pada ketika ini obor bergerak ke ketinggian tusukan, iaitu jarak yang lebih selamat dari bahan kerja dan lebih jauh dari tiupan balik bahan cair. Obor mengekalkan ini jarak sehingga arka plasma benar-benar menembusi plat. Selepas kelewatan penembusan selesai, obor bergerak ke bawah ke arah plat logam dan memulakan gerakan memotong (lihat Rajah 4).
Sekali lagi, semua kecerdasan ini biasanya dibina ke dalam pengawal plasma yang digunakan untuk pemotongan kepingan, bukan pengawal robot.Pemotongan robot juga mempunyai satu lagi lapisan kerumitan.Menindik pada ketinggian yang salah adalah cukup buruk, tetapi apabila memotong bentuk berbilang paksi, obor mungkin tidak berada dalam arah terbaik untuk bahan kerja dan ketebalan bahan. Jika obor tidak berserenjang dengan permukaan logam yang ditembusinya, ia akan memotong keratan rentas yang lebih tebal daripada yang diperlukan, membazirkan hayat boleh guna. Selain itu, menusuk bahan kerja berkontur ke arah yang salah boleh meletakkan pemasangan obor terlalu dekat dengan permukaan bahan kerja, mendedahkannya kepada blowback cair dan menyebabkan kegagalan pramatang (lihat Rajah 5).
Pertimbangkan aplikasi pemotongan plasma robotik yang melibatkan membengkokkan kepala bejana tekanan.Serupa dengan pemotongan kepingan, obor robotik hendaklah diletakkan berserenjang dengan permukaan bahan untuk memastikan keratan rentas yang paling nipis untuk penembusan. Apabila obor plasma menghampiri bahan kerja , ia menggunakan penderiaan ketinggian sehingga ia menemui permukaan kapal, kemudian menarik balik di sepanjang paksi obor untuk memindahkan ketinggian. Selepas arka dipindahkan, obor ditarik semula di sepanjang paksi obor untuk menembusi ketinggian, dengan selamat dari pukulan balik (lihat Rajah 6) .
Sebaik sahaja kelewatan pierce tamat, obor diturunkan ke ketinggian pemotongan.Apabila memproses kontur, obor diputar ke arah pemotongan yang dikehendaki secara serentak atau dalam langkah-langkah. Pada ketika ini, urutan pemotongan bermula.
Robot dipanggil sistem terlalu ditentukan. Ini mengatakan, ia mempunyai pelbagai cara untuk sampai ke titik yang sama. Ini bermakna sesiapa yang mengajar robot untuk bergerak, atau sesiapa sahaja, mesti mempunyai tahap kepakaran tertentu, sama ada dalam memahami gerakan robot atau pemesinan. keperluan pemotongan plasma.
Walaupun loket ajar telah berkembang, beberapa tugasan tidak sesuai untuk mengajar pengaturcaraan loket—terutamanya tugasan yang melibatkan sejumlah besar bahagian bercampur volum rendah. Robot tidak menghasilkan apabila ia diajar, dan pengajaran itu sendiri boleh mengambil masa berjam-jam, malah hari untuk bahagian yang kompleks.
Perisian pengaturcaraan robot luar talian yang direka bentuk dengan modul pemotongan plasma akan membenamkan kepakaran ini (lihat Rajah 7). Ini termasuk arah pemotongan gas plasma, penderiaan ketinggian awal, jujukan tusukan dan pengoptimuman kelajuan pemotongan untuk proses obor dan plasma.
Rajah 2. Obor yang tajam (“menunjuk”) lebih sesuai untuk pemotongan plasma robotik. Tetapi walaupun dengan geometri obor ini, adalah yang terbaik untuk meningkatkan ketinggian potongan untuk meminimumkan kemungkinan perlanggaran.
Perisian ini menyediakan kepakaran robotik yang diperlukan untuk memprogramkan sistem yang ditentukan terlebih dahulu. Ia menguruskan singulariti, atau situasi di mana pengesan akhir robotik (dalam kes ini, obor plasma) tidak dapat mencapai bahan kerja;had bersama;terlebih perjalanan;pusingan pergelangan tangan;pengesanan perlanggaran;paksi luaran;dan pengoptimuman laluan alat.Pertama, pengaturcara mengimport fail CAD bahagian siap ke dalam perisian pengaturcaraan robot luar talian, kemudian mentakrifkan tepi yang hendak dipotong, bersama-sama dengan titik tusukan dan parameter lain, dengan mengambil kira kekangan perlanggaran dan julat.
Beberapa lelaran terkini perisian robotik luar talian menggunakan apa yang dipanggil pengaturcaraan luar talian berasaskan tugas. Kaedah ini membolehkan pengaturcara menjana laluan pemotongan secara automatik dan memilih berbilang profil sekaligus. Pengaturcara mungkin memilih pemilih laluan tepi yang menunjukkan laluan pemotongan dan arah , dan kemudian memilih untuk menukar titik mula dan tamat, serta arah dan kecenderungan obor plasma. Pengaturcaraan secara amnya bermula (bebas daripada jenama lengan robot atau sistem plasma) dan terus memasukkan model robot tertentu.
Simulasi yang terhasil boleh mengambil kira segala-galanya dalam sel robotik, termasuk unsur-unsur seperti halangan keselamatan, lekapan dan obor plasma. Ia kemudiannya mengambil kira sebarang ralat dan perlanggaran kinematik yang berpotensi untuk pengendali, yang kemudiannya boleh membetulkan masalah tersebut. Contohnya, simulasi mungkin mendedahkan masalah perlanggaran antara dua pemotongan berbeza di kepala bejana tekanan. Setiap hirisan berada pada ketinggian yang berbeza di sepanjang kontur kepala, jadi pergerakan pantas antara hirisan perlu mengambil kira kelegaan yang diperlukan—perincian kecil, diselesaikan sebelum kerja sampai ke lantai, yang membantu menghilangkan sakit kepala dan pembaziran.
Kekurangan buruh yang berterusan dan permintaan pelanggan yang semakin meningkat telah mendorong lebih banyak pengeluar beralih kepada pemotongan plasma robotik. Malangnya, ramai orang menyelam ke dalam air hanya untuk menemui lebih banyak komplikasi, terutamanya apabila orang yang mengintegrasikan automasi kekurangan pengetahuan tentang proses pemotongan plasma. Laluan ini hanya akan membawa kepada kekecewaan.
Mengintegrasikan pengetahuan pemotongan plasma dari awal, dan perkara berubah. Dengan kecerdasan proses plasma, robot boleh berputar dan bergerak mengikut keperluan untuk melakukan tindikan yang paling cekap, memanjangkan hayat bahan habis pakai. Ia memotong ke arah yang betul dan bergerak untuk mengelakkan sebarang bahan kerja perlanggaran.Apabila mengikuti jalan automasi ini, pengeluar mendapat ganjaran.
Artikel ini berdasarkan "Kemajuan dalam Pemotongan Plasma Robotik 3D" yang dibentangkan pada persidangan FABTECH 2021.
FABRICATOR ialah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknikal dan sejarah kes yang membolehkan pengilang melakukan tugas mereka dengan lebih cekap. FABRICATOR telah berkhidmat dalam industri sejak 1970.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The FABRICATOR, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Nikmati akses penuh kepada edisi digital Jurnal STAMPING, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran pengecapan logam.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Masa siaran: Mei-25-2022
