Integroitu robottiplasmaleikkaus vaatii enemmän kuin vain polttimen, joka on kiinnitetty robottivarren päähän. Plasmaleikkausprosessin tuntemus on avainasemassa.
Metallinvalmistajat kaikkialla teollisuudessa – työpajoissa, raskaissa koneissa, laivanrakennuksessa ja rakenneterästeollisuudessa – pyrkivät täyttämään vaativat toimitus-odotukset ja ylittämään laatuvaatimukset. He pyrkivät jatkuvasti alentamaan kustannuksia ja käsittelemään jatkuvasti esiintyvää ongelmaa ammattitaitoisen työvoiman säilyttämisestä. ei helppoa.
Monet näistä ongelmista voidaan jäljittää manuaalisiin prosesseihin, jotka ovat edelleen yleisiä teollisuudessa, erityisesti valmistettaessa monimutkaisia muotoiltuja tuotteita, kuten teollisuussäiliöiden kansia, kaarevia rakenneteräskomponentteja sekä putkia ja putkia. Monet valmistajat omistavat 25–50 prosenttia tuotteistaan. koneistusaika manuaaliseen merkintään, laadunvalvontaan ja muuntamiseen, kun todellinen leikkausaika (yleensä käsikäyttöisellä happipolttoaineella tai plasmaleikkurilla) on vain 10-20 prosenttia.
Tällaisten manuaalisten prosessien käyttämän ajan lisäksi monet näistä leikkauksista tehdään väärien toimintojen sijaintien, mittojen tai toleranssien ympärillä, mikä vaatii laajoja toissijaisia toimenpiteitä, kuten hiontaa ja uudelleenkäsittelyä, tai mikä pahempaa, materiaaleja, jotka on romutettava. Monet kaupat omistavat mm. jopa 40 % kokonaiskäsittelyajastaan tähän vähäarvoiseen työhön ja jätteeseen.
Kaikki tämä on johtanut alan pyrkimyksiin kohti automaatiota. Monimutkaisten moniakselisten osien manuaaliset polttimen leikkaustoiminnot automatisoiva myymälä otti käyttöön robottiplasmaleikkauskennon ja saavutti yllättäen valtavia hyötyjä. Tämä toimenpide eliminoi manuaalisen asettelun ja työn, joka kestäisi 5 henkilöä 6 tuntia voidaan nyt tehdä vain 18 minuutissa robotilla.
Vaikka hyödyt ovat ilmeisiä, robottiplasmaleikkauksen toteuttaminen vaatii enemmän kuin vain robotin ja plasmapolttimen ostamista. Jos harkitset robottiplasmaleikkausta, muista ottaa kokonaisvaltainen lähestymistapa ja tarkastella koko arvovirtaa. Lisäksi työskentele valmistajan kouluttama järjestelmäintegraattori, joka ymmärtää ja ymmärtää plasmateknologian sekä järjestelmäkomponentit ja prosessit, joita tarvitaan varmistamaan, että kaikki vaatimukset on integroitu akun suunnitteluun.
Harkitse myös ohjelmistoa, joka on luultavasti yksi minkä tahansa robotin plasmaleikkausjärjestelmän tärkeimmistä osista. Jos olet investoinut järjestelmään ja ohjelmisto on joko vaikea käyttää, vaatii paljon asiantuntemusta tai löydät sen Robotin sopeuttaminen plasmaleikkaukseen ja leikkauspolun opettaminen vie paljon aikaa, tuhlaat vain paljon rahaa.
Vaikka robottisimulaatioohjelmisto on yleinen, tehokkaat robottiplasmaleikkaussolut käyttävät offline-robottiohjelmointiohjelmistoa, joka suorittaa automaattisesti robottipolun ohjelmoinnin, tunnistaa ja kompensoi törmäykset sekä integroi plasmaleikkausprosessien tietämyksen. Syvän plasmaprosessitiedon sisällyttäminen on avainasemassa.Tällaisilla ohjelmistoilla , monimutkaisimpienkin robottiplasmaleikkaussovellusten automatisointi on paljon helpompaa.
Monimutkaisten moniakselisten muotojen plasmaleikkaus vaatii ainutlaatuisen polttimen geometrian. Käytä tyypillisessä XY-sovelluksessa käytettyä polttimen geometriaa (katso kuva 1) monimutkaiseen muotoon, kuten kaarevaan paineastian päähän, ja lisää törmäysten todennäköisyyttä. Tästä syystä teräväkulmaiset taskulamput (jolla on "terävä" muotoilu) sopivat paremmin robottimuotojen leikkaamiseen.
Kaikentyyppisiä törmäyksiä ei voida välttää pelkällä teräväkulmaisella taskulampulla. Koneistusohjelmassa tulee sisältää myös leikkauskorkeuden muutokset (ts. polttimen kärjessä tulee olla tilaa työkappaleeseen) törmäysten välttämiseksi (katso kuva 2).
Leikkausprosessin aikana plasmakaasu virtaa alas polttimen runkoa pyörteen suunnassa polttimen kärkeen. Tämä pyörimistoiminto sallii keskipakovoiman vetää raskaita hiukkasia ulos kaasukolonnista suuttimen reiän reunalle ja suojaa poltinkokoonpanoa Kuumien elektronien virtaus.Plasman lämpötila on lähellä 20 000 celsiusastetta, kun taas polttimen kupariosat sulavat 1100 celsiusasteessa. Kulutustarvikkeet tarvitsevat suojaa, ja eristävä kerros raskaita hiukkasia suojaa.
Kuva 1. Vakiopolttimen rungot on suunniteltu ohutlevyn leikkaamiseen. Saman polttimen käyttö moniakselisessa sovelluksessa lisää törmäysmahdollisuutta työkappaleeseen.
Pyörre saa leikkauksen toisen puolen kuumemmaksi kuin toinen. Myötäpäivään pyörivällä kaasulla varustetut polttimet sijoittavat tyypillisesti leikkauksen kuuman puolen kaaren oikealle puolelle (ylhäältä leikkauksen suunnassa katsottuna). Tämä tarkoittaa, että prosessiinsinööri työskentelee kovasti optimoidakseen leikkauksen hyvän puolen ja olettaa, että huono puoli (vasen) on romua (katso kuva 3).
Sisäosat on leikattava vastapäivään niin, että plasman kuuma puoli tekee puhtaan leikkauksen oikealle puolelle (osan reunan puolelle). Sen sijaan osan ympärysmitta on leikattava myötäpäivään.Jos poltin leikkaa väärään suuntaan, se voi muodostaa suuren kapenemisen leikatussa profiilissa ja lisätä kuonaa osan reunaan. Pohjimmiltaan teet "hyviä leikkauksia" romulle.
Huomaa, että useimmissa plasmapaneelileikkauspöydissä on ohjaimeen sisäänrakennettu prosessiäly kaaren leikkaussuunnassa. Mutta robotiikassa näitä yksityiskohtia ei välttämättä tunneta tai ymmärretä, eikä niitä ole vielä upotettu tyypilliseen robottiohjaimeen – joten on tärkeää, että sinulla on offline-robotin ohjelmointiohjelmisto, joka tuntee sulautetun plasmaprosessin.
Metallin lävistykseen käytetyllä polttimen liikkeellä on suora vaikutus plasmaleikkaustarvikkeisiin. Jos plasmapoltin lävistää levyn leikkauskorkeudella (liian lähellä työkappaletta), sulan metallin rekyyli voi nopeasti vaurioittaa suojusta ja suutinta. huono leikkauslaatu ja lyhentynyt tarvikkeiden käyttöikä.
Tätä tapahtuu jälleen harvoin portaalilla varustetuissa ohutlevyn leikkaussovelluksissa, koska korkea polttimen asiantuntemus on jo sisäänrakennettu ohjaimeen.Käyttäjä painaa painiketta aloittaakseen lävistyssarjan, joka käynnistää sarjan tapahtumia oikean lävistyskorkeuden varmistamiseksi. .
Ensin poltin suorittaa korkeuden tunnistavan toimenpiteen, jossa käytetään yleensä ohmista signaalia työkappaleen pinnan havaitsemiseen. Levyn paikantamisen jälkeen poltin vedetään levystä siirtokorkeuteen, joka on plasmakaaren optimaalinen siirtoetäisyys. työkappaleeseen.Kun plasmakaari on siirretty, se voi lämmetä kokonaan.Tässä vaiheessa poltin siirtyy lävistyskorkeudelle, joka on turvallisempi etäisyys työkappaleesta ja kauempana sulan materiaalin takaiskusta. Poltin ylläpitää tätä. etäisyys, kunnes plasmakaari tunkeutuu kokonaan levyyn. Kun lävistysviive on päättynyt, poltin liikkuu alas kohti metallilevyä ja aloittaa leikkausliikkeen (katso kuva 4).
Jälleen, kaikki tämä älykkyys on yleensä rakennettu arkinleikkaukseen käytettävään plasmaohjaimeen, ei robottiohjaimeen. Robottileikkauksella on myös toinen monimutkaisuus. Väärällä korkeudella lävistäminen on tarpeeksi huono asia, mutta moniakselisia muotoja leikattaessa taskulamppu ei välttämättä ole parhaassa suunnassa työkappaleen ja materiaalin paksuuden kannalta.Jos poltin ei ole kohtisuorassa lävistämäänsä metallipintaan nähden, se leikkaa poikkileikkauksen tarpeettoman paksuisempana, mikä kuluttaa kulutusosien käyttöikää.Lisäksi muotoillun työkappaleen lävistäminen väärään suuntaan voi asettaa poltinkokoonpanon liian lähelle työkappaleen pintaa, jolloin se altistuu sulavan takaisinpuhallukselle ja aiheuttaa ennenaikaisen vian (katso kuva 5).
Harkitse robottiplasmaleikkaussovellusta, jossa paineastian päätä taivutetaan.Samalla tavalla kuin arkkileikkauksessa, robottipoltin tulee sijoittaa kohtisuoraan materiaalin pintaan nähden, jotta varmistetaan ohuin mahdollinen poikkileikkaus rei'itystä varten. Plasmapolttimen lähestyessä työkappaletta , se käyttää korkeustunnistusta, kunnes se löytää astian pinnan, ja vetäytyy sitten polttimen akselia pitkin siirtääkseen korkeutta. Kun kaari on siirretty, poltin vedetään takaisin polttimen akselia pitkin lävistääkseen korkeuden turvallisesti poispäin takaisinpuhalluksesta (katso kuva 6). .
Kun lävistysviive on kulunut umpeen, poltin lasketaan leikkuukorkeuteen. Muotoja prosessoitaessa poltin käännetään haluttuun leikkaussuuntaan samanaikaisesti tai portaittain. Tästä kohdasta leikkausjakso alkaa.
Robotteja kutsutaan ylimäärätyiksi järjestelmiksi. Sillä on kuitenkin useita tapoja päästä samaan pisteeseen. Tämä tarkoittaa, että jokaisella, joka opettaa robottia liikkumaan, tai kenellä tahansa muulla on oltava tietty asiantuntemus, olipa kyseessä sitten robotin liikkeen tai koneistuksen ymmärtäminen. plasmaleikkauksen vaatimukset.
Vaikka opetusriipukset ovat kehittyneet, jotkin tehtävät eivät ole luonnostaan sopivia ohjelmoinnin opettamiseen – etenkään tehtävät, joissa on suuri määrä sekoitettuja pienivolyymiisiä osia. Robotit eivät tuota, kun niitä opetetaan, ja itse opetus voi kestää tunteja tai jopa päivää monimutkaisille osille.
Plasmaleikkausmoduuleilla suunniteltu offline-robotin ohjelmointiohjelmisto sisältää tämän asiantuntemuksen (katso kuva 7). Tämä sisältää plasmakaasuleikkaussuunnan, alkukorkeuden tunnistuksen, lävistyssekvenssin ja leikkausnopeuden optimoinnin poltin- ja plasmaprosesseja varten.
Kuva 2. Terävät ("terävät") polttimet sopivat paremmin robottiplasmaleikkaukseen. Mutta jopa näillä polttimen geometrioilla on parasta lisätä leikkauskorkeutta törmäysmahdollisuuden minimoimiseksi.
Ohjelmisto tarjoaa ylimääritettyjen järjestelmien ohjelmointiin tarvittavan robotiikan asiantuntemuksen. Se hallitsee singulariteetteja tai tilanteita, joissa robottipäätelaite (tässä tapauksessa plasmapoltin) ei pääse käsiksi työkappaleeseen;yhteiset rajat;ylimatka;ranteen kaatuminen;törmäyksen havaitseminen;ulkoiset akselit;ja työstöradan optimointi. Ensin ohjelmoija tuo valmiin osan CAD-tiedoston offline-robotin ohjelmointiohjelmistoon ja määrittää sitten leikattavan reunan, lävistyskohdan ja muut parametrit ottaen huomioon törmäys- ja etäisyysrajoitukset.
Jotkut uusimmista offline-robotiikkaohjelmistojen iteraatioista käyttävät niin kutsuttua tehtäväpohjaista offline-ohjelmointia. Tämän menetelmän avulla ohjelmoijat voivat luoda automaattisesti leikkauspolkuja ja valita useita profiileja kerralla. Ohjelmoija voi valita reunapolun valitsimen, joka näyttää leikkauspolun ja suunnan. , ja valitse sitten muuttaa aloitus- ja loppupisteitä sekä plasmapolttimen suuntaa ja kaltevuutta. Ohjelmointi alkaa yleensä (riippumatta robottivarren tai plasmajärjestelmän merkistä) ja etenee sisällyttämällä tietty robottimalli.
Tuloksena oleva simulaatio voi ottaa huomioon kaiken robottisolussa, mukaan lukien elementit, kuten turvaesteet, valaisimet ja plasmapolttimet.Se ottaa sitten huomioon mahdolliset kinemaattiset virheet ja törmäykset käyttäjälle, joka voi sitten korjata ongelman.Esimerkiksi simulaatio saattaa paljastaa törmäysongelman paineastian pään kahden eri viillon välillä. Jokainen viilto on eri korkeudella pään ääriviivaa pitkin, joten nopean liikkeen viillojen välillä on otettava huomioon tarvittava välys – pieni yksityiskohta, ratkaistaan ennen kuin työ ehtii lattialle, mikä auttaa poistamaan päänsärkyä ja tuhlausta.
Jatkuva työvoimapula ja kasvava asiakaskysyntä ovat saaneet useammat valmistajat kääntymään robottiplasmaleikkauksen käyttöön. Valitettavasti monet ihmiset sukeltavat veteen vain löytääkseen lisää komplikaatioita, varsinkin kun automaatiota integroivilla ihmisillä ei ole tietoa plasmaleikkausprosessista. johtaa turhautumiseen.
Integroi plasmaleikkaustieto alusta alkaen, ja asiat muuttuvat.Plasmaprosessin älykkyyden ansiosta robotti voi pyöriä ja liikkua tarpeen mukaan tehdäkseen tehokkaimman lävistyksen, mikä pidentää kulutustarvikkeiden käyttöikää.Se leikkaa oikeaan suuntaan ja liikkuu välttääkseen työstettävän kappaleen törmäys. Kun seuraat tätä automaatiopolkua, valmistajat saavat palkintoja.
Tämä artikkeli perustuu "Advances in 3D Robotic Plasma Cutting" -julkaisuun, joka esiteltiin vuoden 2021 FABTECH-konferenssissa.
FABRICATOR on Pohjois-Amerikan johtava metallin muovaus- ja valmistusalan aikakauslehti. Lehti sisältää uutisia, teknisiä artikkeleita ja tapaushistoriaa, joiden avulla valmistajat voivat tehdä työnsä tehokkaammin. FABRICATOR on palvellut alaa vuodesta 1970 lähtien.
Nyt täysi pääsy The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen painos on nyt täysin saatavilla, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin teollisuuden resursseihin.
Nauti STAMPING Journalin digitaalisesta painoksesta, joka tarjoaa uusimmat teknologian edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallileimausmarkkinoille.
Nyt täysi pääsy The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
Postitusaika: 25.5.2022
