Samþætt plasmaskurður með vélmenni krefst meira en bara brennara sem festur er við enda vélmennaarmsins. Þekking á plasmaskurðarferlinu er lykilatriði. Fjársjóður
Málmframleiðendur í allri greininni – í verkstæðum, þungavinnuvélum, skipasmíði og stálgrindum – leitast við að uppfylla strangar afhendingarvæntingar en um leið fara fram úr gæðakröfum. Þeir eru stöðugt að leitast við að lækka kostnað og takast á við sífellt vandamál að halda í hæft vinnuafl. Viðskipti eru ekki auðveld.
Mörg þessara vandamála má rekja til handvirkra ferla sem eru enn algeng í greininni, sérstaklega þegar framleiddar eru flóknar vörur eins og lok á iðnaðarílátum, bogadregnir stálhlutar og pípur og slöngur. Margir framleiðendur verja 25 til 50 prósentum af vinnslutíma sínum í handvirka merkingu, gæðaeftirlit og umbreytingu, þegar raunverulegur skurðartími (venjulega með handstýrðum súrefniseldsneytis- eða plasmaskera) er aðeins 10 til 20 prósent.
Auk þess tíma sem slík handvirk ferli taka, eru mörg þessara skurða gerð í kringum rangar staðsetningar, mál eða vikmörk, sem krefst umfangsmikilla aukaaðgerða eins og slípunar og endurvinnslu, eða verra, efna sem þarf að farga. Margar verslanir verja allt að 40% af heildarvinnslutíma sínum í þessa lágvirðisvinnu og sóun.
Allt þetta hefur leitt til þess að iðnaðurinn hefur hvatt til sjálfvirkni. Verkstæði sem sjálfvirknivæðir handvirka brennaraskurðaraðgerðir fyrir flókna margása hluti innleiddi vélræna plasmaskurðarfrumu og, eins og við var að búast, sá mikinn ávinning. Þessi aðgerð útrýmir handvirkri uppsetningu og verk sem myndi taka 5 manns 6 klukkustundir er nú hægt að klára á aðeins 18 mínútum með vélmenni.
Þó að ávinningurinn sé augljós, þá krefst innleiðing á plasmaskurði með vélmenni meira en bara að kaupa vélmenni og plasmabrennara. Ef þú ert að íhuga plasmaskurð með vélmenni, vertu viss um að taka heildræna nálgun og skoða allt virðisstrauminn. Að auki skaltu vinna með kerfissamþættingaraðila sem hefur verið þjálfaður af framleiðanda og skilur plasmatækni og kerfisíhluti og ferla sem þarf til að tryggja að allar kröfur séu samþættar í hönnun rafhlöðunnar.
Hafðu einnig í huga hugbúnaðinn, sem er vafalaust einn mikilvægasti þátturinn í hvaða plasmaskurðarkerfi sem er með vélmenni. Ef þú hefur fjárfest í kerfi og hugbúnaðurinn er annað hvort erfiður í notkun, krefst mikillar þekkingar til að keyra hann, eða þú finnur að það tekur mikinn tíma að aðlaga vélmennið að plasmaskurði og kenna skurðarleiðina, þá ertu bara að sóa miklum peningum.
Þótt hugbúnaður fyrir vélmennahermun sé algengur, þá nota árangursríkar plasmaskurðarfrumur með vélmenni ótengda forritunarhugbúnað fyrir vélmenni sem framkvæmir sjálfkrafa forritun á slóð vélmenna, greinir og bætir fyrir árekstra og samþættir þekkingu á plasmaskurðarferlum. Að fella inn djúpa þekkingu á plasmaskurðarferlum er lykilatriði. Með hugbúnaði eins og þessum verður sjálfvirknivæðing jafnvel flóknustu plasmaskurðarforrita með vélmenni miklu auðveldari.
Plasmaskurður á flóknum fjölása formum krefst einstakrar brennaraformgerðar. Ef brennaraformgerðin sem notuð er í dæmigerðri XY-forritun (sjá mynd 1) er notuð á flókin form, eins og bogadreginn þrýstihylkishaus, eykur þú líkurnar á árekstri. Af þessum sökum henta brennarar með skarpskyggnum hornum (með „oddhvössum“ hönnun) betur til vélrænnar formskurðar.
Ekki er hægt að forðast allar gerðir árekstra með vasaljósi með skörpum hornum einu sér. Hlutaforritið verður einnig að innihalda breytingar á skurðhæðinni (þ.e. brennioddurinn verður að hafa bil við vinnustykkið) til að forðast árekstra (sjá mynd 2).
Við skurðarferlið streymir plasmagasið niður brennarann í hvirfilátt að brennaraoddinum. Þessi snúningsaðgerð gerir miðflóttaafli kleift að draga þungar agnir úr gassúlunni að jaðri stútgatsins og verndar brennarann fyrir flæði heitra rafeinda. Hitastig plasmasins er nálægt 20.000 gráðum á Celsíus, en koparhlutar brennarans bráðna við 1.100 gráður á Celsíus. Rekstrarefni þurfa vernd og einangrandi lag af þungum ögnum veitir vernd.
Mynd 1. Staðlaðir brennarar eru hannaðir fyrir plötuskurð. Notkun sama brennarans í fjölásaforriti eykur líkur á árekstri við vinnustykkið.
Hvirfilbylurinn gerir aðra hlið skurðarins heitari en hina. Brennarar með gasi sem snýst réttsælis setja venjulega heitu hlið skurðarins hægra megin við bogann (séð ofan frá í átt að skurðinum). Þetta þýðir að verkfræðingurinn vinnur hörðum höndum að því að hámarka góða hlið skurðarins og gerir ráð fyrir að slæma hliðin (vinstri) verði úrgangur (sjá mynd 3).
Innri hlutar þurfa að vera skornir rangsælis, þannig að heita hlið plasmasins skeri hreint hægra megin (brún hlutarins). Í staðinn þarf að skera jaðar hlutarins réttsælis. Ef brennarinn sker í ranga átt getur það myndað stóra keilu í skurðarprófílnum og aukið sor á brún hlutarins. Í raun er verið að setja „góða skurði“ á brot.
Athugið að flest plasmaskurðarborð eru með innbyggða ferlisgreind í stýringu varðandi stefnu bogaskurðarins. En á sviði vélfærafræði eru þessar upplýsingar ekki endilega þekktar eða skildar, og þær eru ekki enn innbyggðar í dæmigerða vélmennastýringu - þannig að það er mikilvægt að hafa ótengdan hugbúnað fyrir vélmennaforritun með þekkingu á innbyggðu plasmaferli.
Hreyfing brennarans sem notaður er til að stinga í gegnum málm hefur bein áhrif á plasmaskurðarefni. Ef plasmabrennarinn stingur í gegnum plötuna í skurðarhæð (of nálægt vinnustykkinu) getur bakslag bráðins málmsins fljótt skemmt skjöldinn og stútinn. Þetta leiðir til lélegrar skurðargæða og styttri endingartíma skurðarefna.
Aftur gerist þetta sjaldan í plötuskurðarforritum með gantry, þar sem mikil þekking á brennara er þegar innbyggð í stjórntækið. Rekstraraðili ýtir á hnapp til að hefja götunarröðina, sem hrindir af stað röð atburða til að tryggja rétta götunarhæð.
Fyrst framkvæmir brennarinn hæðarmælingu, venjulega með því að nota ómskt merki til að greina yfirborð vinnustykkisins. Eftir að plötunni hefur verið komið fyrir er brennarinn dreginn til baka frá plötunni að flutningshæðinni, sem er besta fjarlægðin fyrir plasmabogann til að flytjast yfir á vinnustykkið. Þegar plasmaboginn er fluttur getur hann hitnað alveg. Á þessum tímapunkti færist brennarinn að götunarhæðinni, sem er öruggari fjarlægð frá vinnustykkinu og lengra frá bakslagi bráðna efnisins. Brennarinn heldur þessari fjarlægð þar til plasmaboginn fer alveg í gegnum plötuna. Eftir að götunartöfinni er lokið færist brennarinn niður að málmplötunni og byrjar skurðarhreyfinguna (sjá mynd 4).
Aftur, öll þessi greind er venjulega innbyggð í plasmastýringuna sem notuð er til að skera plötur, ekki í vélmennastýringunni. Vélmennaskurður hefur einnig annað flækjustig. Að stinga í ranga hæð er nógu slæmt, en þegar skorið er fjölása form gæti brennarinn ekki verið í bestu átt fyrir vinnustykkið og þykkt efnisins. Ef brennarinn er ekki hornréttur á málmyfirborðið sem hann stingur í, mun hann enda með því að skera þykkara þversnið en nauðsyn krefur, sem sóar líftíma rekstrarvara. Að auki getur það að stinga í mótað vinnustykki í ranga átt komið brennarasamstæðunni of nálægt yfirborði vinnustykkisins, sem útsettir það fyrir bráðnun og veldur ótímabærum bilunum (sjá mynd 5).
Íhugaðu notkun plasmaskurðar með vélmenni sem felur í sér að beygja höfuð þrýstihylkis. Líkt og við plötuskurð ætti að setja vélmennabrennarann hornrétt á yfirborð efnisins til að tryggja þynnsta mögulega þversnið fyrir götun. Þegar plasmabrennarinn nálgast vinnustykkið notar hann hæðarskynjun þar til hann finnur yfirborð ílátsins og dregur sig síðan til baka eftir ás brennarans til að flytja hæðina. Eftir að boginn hefur verið fluttur er brennarinn aftur dreginn til baka eftir ás brennarans til að ná gatahæð, örugglega fjarri bakslagi (sjá mynd 6).
Þegar gatatímanum lýkur er brennarinn lækkaður niður í skurðhæð. Þegar unnið er með útlínur er brennarinn snúið í þá skurðarátt sem óskað er eftir samtímis eða í skrefum. Á þessum tímapunkti hefst skurðaröðin.
Vélmenni eru kölluð ofákveðin kerfi. Það þarf þó að hafa margar leiðir til að komast að sama punkti. Þetta þýðir að hver sem er sem kennir vélmenni að hreyfa sig, eða einhver annar, verður að hafa ákveðið sérþekkingarstig, hvort sem það er í að skilja hreyfingar vélmenna eða vinnslukröfur plasmaskurðar.
Þó að kennsluhjálpartæki hafi þróast, þá eru sum verkefni ekki í eðli sínu hentug fyrir forritun kennsluhjálpartækis - sérstaklega verkefni sem fela í sér mikið magn af blönduðum hlutum í litlu magni. Vélmenni framleiða ekki þegar þeim er kennt og kennslan sjálf getur tekið klukkustundir eða jafnvel daga fyrir flókna hluti.
Hugbúnaður fyrir ótengda vélmennaforritun, hannaður með plasmaskurðareiningum, mun fella þessa þekkingu inn (sjá mynd 7). Þetta felur í sér skurðarstefnu plasmagass, skynjun upphafshæðar, röðun götunar og hagræðingu skurðarhraða fyrir brennara- og plasmavinnslu.
Mynd 2. Beittir („oddhvassir“) brennarar henta betur fyrir plasmaskurð með vélmenni. En jafnvel með þessari rúmfræði brennara er best að auka skurðhæðina til að lágmarka líkur á árekstri.
Hugbúnaðurinn býður upp á þá sérþekkingu í vélmennafræði sem þarf til að forrita ofákveðin kerfi. Hann tekst á við einstök atriði, eða aðstæður þar sem vélræni endaáhrifabúnaðurinn (í þessu tilfelli plasmabrennarinn) nær ekki til vinnustykkisins; samskeytamörk; ofhreyfingu; úlnliðsveltingu; árekstrarskynjun; ytri ása; og hagræðingu verkfæraslóðar. Fyrst flytur forritarinn inn CAD skrá af fullunnu hlutanum í ótengdan forritunarhugbúnað vélmenna og skilgreinir síðan brúnina sem á að skera, ásamt götunarpunkti og öðrum breytum, að teknu tilliti til árekstrar- og drægnitakmarkana.
Sumar af nýjustu útgáfum af hugbúnaði fyrir vélmenni án nettengingar nota svokallaða verkefnamiðaða forritun án nettengingar. Þessi aðferð gerir forriturum kleift að búa sjálfkrafa til skurðarleiðir og velja mörg snið í einu. Forritarinn gæti valið kantleiðarval sem sýnir skurðarleiðina og stefnuna og síðan valið að breyta upphafs- og endapunktum, sem og stefnu og halla plasmabrennarans. Forritun hefst almennt (óháð vörumerki vélmennaarmsins eða plasmakerfisins) og heldur áfram að fella inn tiltekna vélmennagerð.
Í þessari hermun er hægt að taka tillit til alls í vélfærafrumunni, þar á meðal þátta eins og öryggishindrana, innréttinga og plasmabrennara. Síðan er tekið tillit til hugsanlegra hreyfifræðilegra villna og árekstra fyrir rekstraraðilann, sem getur síðan leiðrétt vandamálið. Til dæmis gæti hermun leitt í ljós árekstrarvandamál milli tveggja mismunandi skurða í höfði þrýstihylkis. Hver skurður er í mismunandi hæð eftir útlínum höfuðsins, þannig að hröð hreyfing milli skurða verður að taka tillit til nauðsynlegs bils - lítils smáatriðis, sem er leyst áður en verkið nær gólfinu, sem hjálpar til við að útrýma höfuðverk og sóun.
Viðvarandi skortur á vinnuafli og vaxandi eftirspurn viðskiptavina hefur hvatt fleiri framleiðendur til að snúa sér að plasmaskurði með vélmennum. Því miður kafa margir í sjóinn bara til að uppgötva fleiri fylgikvilla, sérstaklega þegar fólkið sem samþættir sjálfvirkni skortir þekkingu á plasmaskurðarferlinu. Þessi leið mun aðeins leiða til gremju.
Samþættu þekkingu á plasmaskurði frá upphafi og hlutirnir breytast. Með plasmavinnslugreind getur vélmennið snúið og hreyft sig eftir þörfum til að framkvæma skilvirkustu götunina og lengja líftíma rekstrarefna. Það sker í rétta átt og hreyfir sig til að forðast árekstur vinnustykkisins. Þegar framleiðendur fylgja þessari sjálfvirknileið uppskera þeir ávinninginn.
Þessi grein byggir á „Framþróun í þrívíddarvélrænni plasmaskurði“ sem kynnt var á FABTECH ráðstefnunni 2021.
FABRICATOR er leiðandi tímarit Norður-Ameríku um málmmótun og smíði. Tímaritið býður upp á fréttir, tæknilegar greinar og dæmisögur sem gera framleiðendum kleift að vinna störf sín á skilvirkari hátt. FABRICATOR hefur þjónað greininni síðan 1970.
Nú með fullum aðgangi að stafrænni útgáfu af The FABRICATOR, auðveldan aðgang að verðmætum auðlindum fyrir atvinnulífið.
Stafræna útgáfan af The Tube & Pipe Journal er nú aðgengileg að fullu og veitir auðveldan aðgang að verðmætum auðlindum í greininni.
Njóttu aðgangs að stafrænni útgáfu STAMPING Journal, sem veitir nýjustu tækniframfarir, bestu starfsvenjur og fréttir úr greininni fyrir málmstimplunarmarkaðinn.
Nú með fullum aðgangi að stafrænni útgáfu af The Fabricator á spænsku, auðveldan aðgang að verðmætum auðlindum í greininni.
Birtingartími: 25. maí 2022
