دانش بیشتر فرآیند، برش رباتیک پلاسما بهتر

برش پلاسما رباتیک یکپارچه به چیزی بیش از یک مشعل متصل به انتهای بازوی رباتیک نیاز دارد. دانش فرآیند برش پلاسما کلیدی است. گنجینه
سازندگان فلز در سراسر صنعت - در کارگاه‌ها، ماشین‌آلات سنگین، کشتی‌سازی و فولاد سازه‌ای - تلاش می‌کنند تا انتظارات تحویل درخواستی را برآورده کنند، در حالی که از الزامات کیفیت فراتر می‌روند. آنها دائماً به دنبال کاهش هزینه‌ها و در عین حال مقابله با مشکل همیشگی حفظ نیروی کار ماهر هستند. آسان نیست.
بسیاری از این مشکلات را می‌توان به فرآیندهای دستی که هنوز در صنعت رایج هستند، ردیابی کرد، به‌ویژه زمانی که محصولات پیچیده‌ای مانند درب ظروف صنعتی، قطعات فولادی ساختاری منحنی، و لوله‌ها و لوله‌ها تولید می‌کنند. بسیاری از تولیدکنندگان 25 تا 50 درصد از هزینه‌های خود را اختصاص می‌دهند. زمان ماشینکاری تا علامت گذاری دستی، کنترل کیفیت و تبدیل، زمانی که زمان واقعی برش (معمولاً با کاتر اکسیژن یا پلاسما دستی) تنها 10 تا 20 درصد است.
علاوه بر زمان صرف شده توسط چنین فرآیندهای دستی، بسیاری از این برش‌ها در اطراف مکان‌ها، ابعاد یا تلورانس‌های اشتباه انجام می‌شوند که نیاز به عملیات ثانویه گسترده مانند سنگ‌زنی و دوباره کاری، یا بدتر از آن، موادی دارند که باید از بین بروند. بسیاری از فروشگاه‌ها به عنوان تقریباً 40 درصد از کل زمان پردازش آنها به این کار و ضایعات کم ارزش می رسد.
همه اینها منجر به فشار صنعت به سمت اتوماسیون شده است. مغازه ای که عملیات برش دستی مشعل را برای قطعات پیچیده چند محوره خودکار می کند، یک سلول برش پلاسما روباتیک را اجرا کرد و به طور شگفت انگیزی، دستاوردهای بزرگی را شاهد بود. این عملیات چیدمان دستی را حذف می کند، و کاری که برای 5 نفر زمان می برد و 6 ساعت هم اکنون می تواند با استفاده از یک ربات در 18 دقیقه انجام شود.
در حالی که مزایای آن آشکار است، اجرای برش پلاسما رباتیک به چیزی بیش از خرید یک ربات و یک مشعل پلاسما نیاز دارد. اگر به برش پلاسما روباتیک فکر می کنید، حتما یک رویکرد جامع داشته باشید و به کل جریان ارزش نگاه کنید. علاوه بر این، با یکپارچه ساز سیستم آموزش دیده توسط سازنده که فناوری پلاسما و اجزای سیستم و فرآیندهای مورد نیاز برای اطمینان از ادغام تمامی الزامات در طراحی باتری را درک و درک می کند.
نرم افزار را نیز در نظر بگیرید، که مسلماً یکی از مهم ترین اجزای هر سیستم برش پلاسما روباتیک است. اگر روی سیستمی سرمایه گذاری کرده اید و استفاده از نرم افزار دشوار است، برای اجرا به تخصص زیادی نیاز دارد، یا آن را پیدا کردید. انطباق ربات با برش پلاسما و آموزش مسیر برش زمان زیادی می برد، شما فقط پول زیادی را هدر می دهید.
در حالی که نرم افزار شبیه سازی رباتیک رایج است، سلول های برش پلاسما رباتیک موثر از نرم افزار برنامه نویسی رباتیک آفلاین استفاده می کنند که به طور خودکار برنامه نویسی مسیر ربات را انجام می دهد، برخوردها را شناسایی و جبران می کند و دانش فرآیند برش پلاسما را یکپارچه می کند. ترکیب دانش عمیق فرآیند پلاسما کلیدی است. با نرم افزاری مانند این. ، خودکار کردن حتی پیچیده ترین برنامه های برش پلاسما رباتیک بسیار آسان تر می شود.
اشکال پیچیده چند محوری برش پلاسما به هندسه مشعل منحصر به فرد نیاز دارد. هندسه مشعل مورد استفاده در یک برنامه معمولی XY (شکل 1 را ببینید) روی یک شکل پیچیده، مانند سر مخزن فشار منحنی، اعمال کنید و احتمال برخورد را افزایش خواهید داد. به همین دلیل، مشعل های با زاویه تیز (با طراحی "نیز") برای برش شکل روباتیک مناسب تر هستند.
همه انواع برخوردها را نمی توان تنها با یک چراغ قوه با زاویه تیز اجتناب کرد. برنامه قطعه همچنین باید شامل تغییراتی در ارتفاع برش باشد (یعنی نوک مشعل باید فاصله ای با قطعه کار داشته باشد) تا از برخورد جلوگیری شود (شکل 2 را ببینید).
در طول فرآیند برش، گاز پلاسما به سمت پایین بدنه مشعل در جهت گردابی به سمت نوک مشعل جریان می یابد. این عمل چرخشی به نیروی گریز از مرکز اجازه می دهد تا ذرات سنگین را از ستون گاز به سمت حاشیه سوراخ نازل بیرون بکشد و مجموعه مشعل را در برابر آن محافظت کند. جریان الکترون های داغ. دمای پلاسما نزدیک به 20000 درجه سانتیگراد است، در حالی که قطعات مسی مشعل در دمای 1100 درجه سانتیگراد ذوب می شوند. مواد مصرفی نیاز به محافظت دارند و یک لایه عایق از ذرات سنگین محافظت می کند.
شکل 1. بدنه مشعل استاندارد برای برش ورق فلز طراحی شده است. استفاده از مشعل مشابه در یک کاربرد چند محوره، احتمال برخورد با قطعه کار را افزایش می دهد.
چرخش یک طرف برش را داغ‌تر از طرف دیگر می‌کند. مشعل‌ها با گاز چرخان در جهت عقربه‌های ساعت معمولاً طرف داغ برش را در سمت راست قوس قرار می‌دهند (زمانی که از بالا در جهت برش مشاهده شود). این بدان معناست که مهندس فرآیند برای بهینه سازی قسمت خوب برش سخت کار می کند و فرض می کند که سمت بد (سمت چپ) ضایعات خواهد بود (شکل 3 را ببینید).
اجزای داخلی باید در جهت خلاف جهت عقربه‌های ساعت برش داده شوند، در حالی که طرف داغ پلاسما یک برش تمیز در سمت راست ایجاد می‌کند (سمت لبه قسمت). در عوض، محیط قطعه باید در جهت عقربه‌های ساعت بریده شود. مشعل در جهت اشتباه برش می دهد، می تواند یک مخروط بزرگ در پروفایل برش ایجاد کند و تفاله را در لبه قطعه افزایش دهد. اساسا، شما "برش های خوب" را روی ضایعات ایجاد می کنید.
توجه داشته باشید که اکثر میزهای برش پانل پلاسما دارای هوش فرآیندی در کنترلر در رابطه با جهت برش قوس هستند. اما در زمینه رباتیک، این جزئیات لزوماً شناخته شده یا قابل درک نیستند و هنوز در یک کنترلر روبات معمولی تعبیه نشده اند. بنابراین مهم است که نرم افزار برنامه نویسی ربات آفلاین با دانش از فرآیند پلاسمای جاسازی شده داشته باشید.
حرکت مشعل که برای سوراخ کردن فلز استفاده می شود تأثیر مستقیمی بر مواد مصرفی برش پلاسما دارد. اگر مشعل پلاسما ورق را در ارتفاع برش سوراخ کند (خیلی نزدیک به قطعه کار)، پس زدن فلز مذاب می تواند به سرعت به سپر و نازل آسیب برساند. کیفیت پایین برش و کاهش عمر مصرفی
باز هم، این به ندرت در برنامه های برش ورق فلز با دروازه ای اتفاق می افتد، زیرا درجه بالایی از تخصص مشعل از قبل در کنترلر تعبیه شده است. اپراتور دکمه ای را برای شروع دنباله سوراخ فشار می دهد، که مجموعه ای از رویدادها را برای اطمینان از ارتفاع سوراخ مناسب آغاز می کند. .
ابتدا مشعل یک روش سنجش ارتفاع را انجام می دهد که معمولاً از یک سیگنال اهمی برای تشخیص سطح قطعه کار استفاده می کند. پس از قرار دادن صفحه، مشعل از صفحه به ارتفاع انتقال جمع می شود که فاصله بهینه برای انتقال قوس پلاسما است. به قطعه کار. هنگامی که قوس پلاسما منتقل می شود، می تواند به طور کامل گرم شود. در این مرحله مشعل به سمت ارتفاع سوراخ حرکت می کند، که فاصله ایمن تری از قطعه کار و دورتر از برگشت مواد مذاب است. مشعل این را حفظ می کند. فاصله تا زمانی که قوس پلاسما به طور کامل به صفحه نفوذ کند. پس از اتمام تاخیر سوراخ کردن، مشعل به سمت صفحه فلزی حرکت می کند و حرکت برش را آغاز می کند (شکل 4 را ببینید).
باز هم، تمام این هوش معمولاً در کنترلر پلاسما که برای برش ورق استفاده می شود، نه کنترل کننده ربات، تعبیه می شود. برش رباتیک نیز لایه دیگری از پیچیدگی دارد. سوراخ کردن در ارتفاع اشتباه به اندازه کافی بد است، اما هنگام برش اشکال چند محوره، مشعل ممکن است در بهترین جهت برای قطعه کار و ضخامت مواد نباشد. اگر مشعل عمود بر سطح فلزی که سوراخ می کند نباشد، سطح مقطع ضخیم تر از حد لازم را برش می دهد و عمر مصرفی را تلف می کند. علاوه بر این، سوراخ کردن قطعه کار کانتور شده در جهت نادرست می تواند مجموعه مشعل را خیلی نزدیک به سطح قطعه کار قرار دهد و آن را در معرض برگشت مذاب قرار دهد و باعث خرابی زودرس شود (شکل 5 را ببینید).
یک برنامه برش رباتیک پلاسما را در نظر بگیرید که شامل خم کردن سر یک مخزن تحت فشار است. مشابه با برش ورق، مشعل رباتیک باید عمود بر سطح ماده قرار گیرد تا از نازک ترین سطح ممکن برای سوراخ شدن اطمینان حاصل شود. همانطور که مشعل پلاسما به قطعه کار نزدیک می شود. ، از سنجش ارتفاع استفاده می کند تا سطح کشتی را پیدا کند، سپس در امتداد محور مشعل جمع می شود تا ارتفاع را منتقل کند. .
هنگامی که تاخیر سوراخ کردن منقضی می شود، مشعل تا ارتفاع برش پایین می آید. هنگام پردازش خطوط، مشعل به طور همزمان یا در مراحل به جهت برش مورد نظر می چرخد. در این مرحله، ترتیب برش آغاز می شود.
ربات‌ها را سیستم‌های بیش از حد تعیین‌شده می‌نامند. گفته می‌شود، راه‌های متعددی برای رسیدن به یک نقطه وجود دارد. این بدان معناست که هر کسی که به روباتی حرکت می‌دهد یا هر کس دیگری، باید سطح خاصی از تخصص داشته باشد، چه در درک حرکت ربات یا ماشین‌کاری. الزامات برش پلاسما
اگرچه آویزهای آموزشی تکامل یافته اند، اما برخی از کارها ذاتاً برای آموزش برنامه نویسی آویز مناسب نیستند - به ویژه کارهایی که شامل تعداد زیادی قطعات کم حجم مخلوط می شود. ربات ها هنگام آموزش تولید نمی کنند و خود آموزش می تواند ساعت ها یا حتی طول بکشد. روز برای قطعات پیچیده
نرم افزار برنامه نویسی ربات آفلاین که با ماژول های برش پلاسما طراحی شده است، این تخصص را تعبیه می کند (شکل 7 را ببینید). این شامل جهت برش گاز پلاسما، سنجش ارتفاع اولیه، توالی سوراخ کردن، و بهینه سازی سرعت برش برای فرآیندهای مشعل و پلاسما است.
شکل 2. مشعل های تیز ("نوک دار") برای برش پلاسما روباتیک مناسب ترند. اما حتی با این هندسه های مشعل، بهتر است ارتفاع برش را افزایش دهید تا احتمال برخورد به حداقل برسد.
این نرم‌افزار تخصص رباتیک مورد نیاز برای برنامه‌ریزی سیستم‌های بیش از حد تعیین‌شده را فراهم می‌کند. این نرم‌افزار تکینگی‌ها یا موقعیت‌هایی را مدیریت می‌کند که در آن پایانه رباتیک (در این مورد، مشعل پلاسما) نمی‌تواند به قطعه کار برسد.محدودیت های مشترک؛بیش از حد سفرچرخاندن مچ دست;تشخیص برخورد؛محورهای خارجی؛و بهینه سازی مسیر ابزار. ابتدا، برنامه نویس فایل CAD قطعه تمام شده را به نرم افزار برنامه نویسی ربات آفلاین وارد می کند، سپس لبه مورد نظر را به همراه نقطه سوراخ و سایر پارامترها با در نظر گرفتن محدودیت های برخورد و برد تعریف می کند.
برخی از آخرین نسخه‌های نرم‌افزار رباتیک آفلاین از برنامه‌نویسی آفلاین مبتنی بر وظیفه استفاده می‌کنند. این روش به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا مسیرهای برش را به‌طور خودکار تولید کنند و چندین پروفایل را همزمان انتخاب کنند. برنامه‌نویس ممکن است یک انتخابگر مسیر لبه را انتخاب کند که مسیر و جهت برش را نشان می‌دهد. و سپس تغییر نقطه شروع و پایان، و همچنین جهت و شیب مشعل پلاسما را انتخاب کنید. برنامه نویسی به طور کلی شروع می شود (مستقل از مارک بازوی رباتیک یا سیستم پلاسما) و به یک مدل ربات خاص ادامه می دهد.
شبیه‌سازی به‌دست‌آمده می‌تواند همه چیز را در سلول رباتیک، از جمله عناصری مانند موانع ایمنی، وسایل، و مشعل‌های پلاسما در نظر بگیرد. سپس هر گونه خطای سینماتیکی و برخورد احتمالی را برای اپراتور محاسبه می‌کند، که می‌تواند مشکل را اصلاح کند. برای مثال، یک شبیه‌سازی ممکن است مشکل برخورد بین دو برش مختلف در سر یک مخزن تحت فشار را نشان دهد. هر برش در ارتفاع متفاوتی در امتداد خط سر قرار دارد، بنابراین حرکت سریع بین برش‌ها باید فاصله لازم را در نظر بگیرد - یک جزئیات کوچک. قبل از رسیدن کار به زمین حل می شود، که به از بین بردن سردرد و ضایعات کمک می کند.
کمبود مداوم نیروی کار و تقاضای فزاینده مشتریان، تولیدکنندگان بیشتری را بر آن داشته است که به برش پلاسما روباتیک روی بیاورند. متأسفانه، بسیاری از مردم فقط برای کشف عوارض بیشتر در آب شیرجه می‌زنند، به‌ویژه زمانی که افرادی که اتوماسیون را یکپارچه می‌کنند اطلاعاتی درباره فرآیند برش پلاسما ندارند. منجر به ناامیدی شود.
دانش برش پلاسما را از ابتدا ادغام کنید، و همه چیز تغییر می کند. با هوشمندی فرآیند پلاسما، ربات می تواند در صورت نیاز بچرخد و حرکت کند تا کارآمدترین سوراخ کاری را انجام دهد و عمر مواد مصرفی را افزایش دهد. این ربات در جهت صحیح برش می دهد و برای جلوگیری از هرگونه قطعه کار مانور می دهد. برخورد. وقتی این مسیر اتوماسیون را دنبال می‌کنند، تولیدکنندگان پاداش‌هایی درو می‌کنند.
این مقاله بر اساس «پیشرفت‌ها در برش پلاسمای رباتیک سه بعدی» ارائه شده در کنفرانس FABTECH 2021 است.
FABRICATOR مجله پیشرو در صنعت شکل‌دهی و ساخت فلز در آمریکای شمالی است. این مجله اخبار، مقالات فنی و تاریخچه مواردی را ارائه می‌کند که تولیدکنندگان را قادر می‌سازد تا کارهای خود را به نحو احسن انجام دهند.FABRICATOR از سال 1970 به این صنعت خدمات می‌دهد.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتال The Tube & Pipe Journal اکنون به طور کامل در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
از دسترسی کامل به نسخه دیجیتال مجله STAMPING لذت ببرید، که آخرین پیشرفت های تکنولوژیکی، بهترین شیوه ها و اخبار صنعت را برای بازار مهر زنی فلزی ارائه می دهد.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator en Español، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.