Integrirano robotsko plazemsko rezanje zahteva več kot le gorilnik, pritrjen na konec robotske roke. Poznavanje postopka plazemskega rezanja je ključnega pomena. Zaklad
Izdelovalci kovin v industriji – v delavnicah, težkih strojih, ladjedelništvu in konstrukcijskem jeklu – si prizadevajo izpolniti zahtevna pričakovanja glede dobave, hkrati pa presegati zahteve glede kakovosti. Nenehno si prizadevajo za znižanje stroškov, hkrati pa se spopadajo z vedno prisotnim problemom zadrževanja kvalificirane delovne sile. ni enostavno.
Številne od teh težav je mogoče zaslediti do ročnih postopkov, ki so še vedno prevladujoči v industriji, zlasti pri izdelavi izdelkov kompleksne oblike, kot so industrijski pokrovi posod, ukrivljeni konstrukcijski jekleni deli ter cevi in cevi. Številni proizvajalci namenijo 25 do 50 odstotkov svojih čas obdelave do ročnega označevanja, nadzora kakovosti in pretvorbe, ko je dejanski čas rezanja (običajno z ročnim rezalnikom za kisik ali plazmo) le 10 do 20 odstotkov.
Poleg časa, ki ga porabijo takšni ročni postopki, je veliko teh rezov narejenih okoli napačnih lokacij, dimenzij ali toleranc, kar zahteva obsežne sekundarne operacije, kot sta brušenje in predelava, ali še huje, materiali, ki jih je treba razrezati. Številne trgovine namenjajo kot kar 40 % njihovega celotnega časa obdelave tega nizkovrednostnega dela in odpadkov.
Vse to je privedlo do poti k avtomatizaciji. Trgovina, ki avtomatizira postopke ročnega rezanja gorilnika za kompleksne večosne dele, je implementirala robotsko celico za plazemsko rezanje in, kar ni presenetljivo, dosegla ogromne dobičke. Ta operacija odpravlja ročno postavitev in delo, ki bi trajalo 5 ljudi 6 ur je zdaj mogoče narediti v samo 18 minutah z uporabo robota.
Čeprav so prednosti očitne, uvedba robotskega plazemskega rezanja zahteva več kot le nakup robota in plazemskega gorilnika. Če razmišljate o robotskem plazemskem rezanju, se prepričajte, da uporabite celosten pristop in si oglejte celoten tok vrednosti. sistemski integrator, usposobljen s proizvajalcem, ki razume in razume plazemsko tehnologijo ter sistemske komponente in procese, potrebne za zagotovitev, da so vse zahteve integrirane v zasnovo baterije.
Upoštevajte tudi programsko opremo, ki je nedvomno ena najpomembnejših komponent katerega koli robotskega plazemskega sistema za rezanje. Če ste vložili v sistem in je programska oprema težko za uporabo, zahteva veliko strokovnega znanja ali pa jo najdete Za prilagajanje robota na plazemsko rezanje in učenje poti rezanja potrebujete veliko časa, samo zapravljate veliko denarja.
Medtem ko je programska oprema za robotsko simulacijo običajna, učinkovite robotske celice za rezanje plazme uporabljajo programsko opremo za robotsko programiranje brez povezave, ki bo samodejno izvajala programiranje poti robota, identificirala in kompenzirala trke ter integrirala znanje o postopku plazemskega rezanja. Ključnega pomena je vključitev globokega znanja o plazemskem procesu. S programsko opremo, kot je ta , avtomatizacija tudi najbolj zapletenih aplikacij za robotsko plazemsko rezanje postane veliko lažja.
Plazemsko rezanje kompleksnih večosnih oblik zahteva edinstveno geometrijo gorilnika. Uporabite geometrijo gorilnika, ki se uporablja v tipični aplikaciji XY (glejte sliko 1), na kompleksno obliko, kot je ukrivljena glava tlačne posode, in povečali boste verjetnost trkov. Zaradi tega so gorilniki z ostrim kotom (s "koničastim" dizajnom) bolj primerni za robotsko rezanje oblik.
Vsem vrstam trkov se ni mogoče izogniti samo s svetilko z ostrim kotom. Delovni program mora vsebovati tudi spremembe višine reza (tj. konica gorilnika mora imeti razdaljo do obdelovanca), da se izognemo trkom (glej sliko 2).
Med postopkom rezanja plin plazme teče po telesu gorilnika v vrtinčni smeri do konice gorilnika. To rotacijsko delovanje omogoča centrifugalni sili, da potegne težke delce iz plinskega stolpca na obrobje luknje za šobo in ščiti sklop gorilnika pred pretok vročih elektronov. Temperatura plazme je blizu 20.000 stopinj Celzija, medtem ko se bakreni deli gorilnika talijo pri 1.100 stopinjah Celzija. Potrošni material potrebuje zaščito, izolacijska plast težkih delcev pa zagotavlja zaščito.
Slika 1. Standardna telesa gorilnika so zasnovana za rezanje pločevine. Uporaba istega gorilnika v večosni aplikaciji poveča možnost trkov z obdelovancem.
Vrtinec naredi eno stran reza bolj vroče kot drugo. Gorilniki z vrtečim se plinom v smeri urinega kazalca običajno postavijo vročo stran reza na desno stran loka (gledano od zgoraj v smeri reza). To pomeni, da Procesni inženir se močno trudi optimizirati dobro stran reza in predvideva, da bo slaba stran (leva) odpad (glej sliko 3).
Notranje elemente je treba rezati v nasprotni smeri urinega kazalca, pri čemer vroča stran plazme naredi čist rez na desni strani (stran roba dela). Namesto tega je treba obod dela odrezati v smeri urinega kazalca. če gorilnik reže v napačno smer, lahko ustvari velik zožitev v profilu reza in poveča umazanijo na robu dela. V bistvu dajete "dobre kose" na ostanke.
Upoštevajte, da ima večina miz za rezanje plazemskih plošč v krmilnik vgrajeno procesno inteligenco glede smeri reza loka. Toda na področju robotike te podrobnosti niso nujno znane ali razumljene in še niso vgrajene v tipični krmilnik robota – zato je pomembno imeti programsko opremo za programiranje robotov brez povezave z znanjem o vgrajenem plazemskem procesu.
Gibanje gorilnika, ki se uporablja za prebadanje kovine, neposredno vpliva na potrošni material za plazemsko rezanje. Če plazemski gorilnik prebode pločevino na višini rezanja (preblizu obdelovanca), lahko odboj staljene kovine hitro poškoduje ščit in šobo. To povzroči slaba kakovost reza in zmanjšana življenjska doba potrošnega materiala.
Spet se to redko zgodi pri aplikacijah za rezanje pločevine z portalom, saj je visoka stopnja strokovnega znanja gorilnika že vgrajena v krmilnik. Operater pritisne gumb, da sproži zaporedje preboda, ki sproži vrsto dogodkov za zagotovitev ustrezne višine preboda. .
Prvič, gorilnik izvede postopek zaznavanja višine, običajno z uporabo ohmskega signala za zaznavanje površine obdelovanca. Po pozicioniranju plošče se gorilnik umakne s plošče na višino prenosa, kar je optimalna razdalja za prenos plazemskega loka na obdelovanec. Ko se plazemski lok prenese, se lahko popolnoma segreje. Na tej točki se gorilnik premakne na višino preboda, ki je varnejša od obdelovanca in dlje od povratnega udarca staljenega materiala. Gorilnik to ohranja razdaljo, dokler plazemski lok popolnoma ne prodre skozi ploščo. Ko je zakasnitev preboda končana, se gorilnik premakne navzdol proti kovinski plošči in začne rezalno gibanje (glej sliko 4).
Ponovno je vsa ta inteligenca običajno vgrajena v plazemski krmilnik, ki se uporablja za rezanje pločevine, in ne v robotski krmilnik. Robotično rezanje ima tudi drugo plast kompleksnosti. Prebadanje na napačni višini je dovolj slabo, vendar pri rezanju večosnih oblik gorilnik morda ni v najboljši smeri za obdelovanec in debelino materiala. Če gorilnik ni pravokoten na kovinsko površino, ki jo preluknja, bo na koncu odrezal debelejši prečni prerez, kot je potrebno, kar bo zapravilo življenjsko dobo potrošnega materiala. v napačni smeri lahko sestav gorilnika postavi preblizu površini obdelovanca, izpostavi ga povratnemu udarcu taline in povzroči prezgodnjo okvaro (glej sliko 5).
Razmislite o aplikaciji za robotsko plazemsko rezanje, ki vključuje upogibanje glave tlačne posode. Podobno kot pri rezanju pločevine, je treba robotski gorilnik postaviti pravokotno na površino materiala, da se zagotovi čim tanjši prečni prerez za perforacijo. Ko se plazemski gorilnik približuje obdelovancu , uporablja zaznavanje višine, dokler ne najde površine posode, nato se umakne vzdolž osi gorilnika za prenos višine. Po prenosu loka se gorilnik spet umakne vzdolž osi gorilnika do višine preboda, varno stran od povratnega udarca (glej sliko 6) .
Ko zakasnitev preboda poteče, se gorilnik spusti na višino reza. Pri obdelavi kontur se gorilnik vrti v želeno smer rezanja hkrati ali v korakih. Na tej točki se začne zaporedje rezanja.
Roboti se imenujejo prekomerno določeni sistemi. To pomeni, da ima več načinov, da pridemo do iste točke. To pomeni, da mora vsak, ki robota uči premikati, ali kdorkoli drug, imeti določeno raven strokovnega znanja, ne glede na to, ali razume gibanje robota ali strojno obdelavo. zahteve plazemskega rezanja.
Čeprav so se obeski za poučevanje razvili, nekatere naloge same po sebi niso primerne za poučevanje obeskovnega programiranja – zlasti naloge, ki vključujejo veliko število mešanih delov majhne količine. Roboti ne proizvajajo, ko jih poučujejo, samo poučevanje pa lahko traja ure ali celo dni za kompleksne dele.
Programska oprema za programiranje robotov brez povezave, zasnovana z moduli za plazemsko rezanje, bo vgradila to strokovno znanje (glej sliko 7). To vključuje smer rezanja s plazemskim plinom, začetno zaznavanje višine, zaporedje prebodov in optimizacijo hitrosti rezanja za gorilnik in plazemske postopke.
Slika 2. Ostri (»koničasti«) gorilniki so bolj primerni za robotsko plazemsko rezanje. Toda tudi pri tej geometriji gorilnika je najbolje povečati višino reza, da zmanjšate možnost trkov.
Programska oprema zagotavlja strokovno znanje robotike, potrebno za programiranje preveč določenih sistemov. Upravlja posebnosti ali situacije, ko robotski končni efektor (v tem primeru plazemski gorilnik) ne more doseči obdelovanca;sklepne meje;prekomerno potovanje;prevračanje zapestja;zaznavanje trkov;zunanje osi;in optimizacijo poti orodja. Najprej programer uvozi CAD datoteko končnega dela v programsko opremo za programiranje robotov brez povezave, nato pa definira rob, ki ga je treba rezati, skupaj s točko preboda in drugimi parametri, ob upoštevanju kolizij in omejitev dosega.
Nekatere najnovejše različice programske opreme za robotiko brez povezave uporabljajo tako imenovano programiranje brez povezave na podlagi nalog. Ta metoda omogoča programerjem, da samodejno ustvarijo poti rezanja in izberejo več profilov hkrati. Programer lahko izbere izbirnik poti robov, ki prikazuje pot in smer rezanja. , nato pa se odločite za spremembo začetne in končne točke ter smeri in nagiba plazemske bakle. Programiranje se običajno začne (neodvisno od znamke robotske roke ali plazemskega sistema) in nadaljuje z vključitvijo določenega modela robota.
Nastala simulacija lahko upošteva vse v robotski celici, vključno z elementi, kot so varnostne pregrade, napeljave in plazemske bakle. Nato upošteva morebitne kinematične napake in trke za operaterja, ki lahko nato odpravi težavo. simulacija lahko razkrije problem trka med dvema različnima rezoma na glavi tlačne posode. Vsak rez je na različni višini vzdolž obrisa glave, zato mora hitro premikanje med rezi upoštevati potreben razmik – majhna podrobnost, razreši, preden delo doseže tla, kar pomaga odpraviti glavobole in odpadke.
Vztrajno pomanjkanje delovne sile in naraščajoče povpraševanje strank sta spodbudila več proizvajalcev, da se obrnejo na robotsko plazemsko rezanje. Na žalost se veliko ljudi potopi v vodo samo zato, da bi odkrili več zapletov, še posebej, če ljudje, ki vključujejo avtomatizacijo, ne poznajo postopka plazemskega rezanja. Ta pot bo le vodijo v frustracijo.
Integrirajte znanje o rezanju s plazmo od začetka in stvari se spremenijo. Z inteligenco plazemskih procesov se lahko robot vrti in premika po potrebi, da izvede najučinkovitejše prebadanje, kar podaljšuje življenjsko dobo potrošnega materiala. Reže v pravo smer in manevrira, da se izogne obdelovancu. trčenje. Ko sledijo tej poti avtomatizacije, proizvajalci žanjejo nagrade.
Ta članek temelji na »Napredku pri 3D robotskem rezanju s plazmo«, predstavljenem na konferenci FABTECH 2021.
FABRICATOR je vodilna revija v industriji oblikovanja in izdelave kovin v Severni Ameriki. Revija ponuja novice, tehnične članke in zgodovine primerov, ki omogočajo proizvajalcem, da svoje delo opravljajo učinkoviteje. FABRICATOR služi industriji od leta 1970.
Zdaj s popolnim dostopom do digitalne izdaje The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Uživajte v popolnem dostopu do digitalne izdaje časopisa STAMPING Journal, ki ponuja najnovejše tehnološke dosežke, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s popolnim dostopom do digitalne izdaje The Fabricator en Español, preprostim dostopom do dragocenih industrijskih virov.
Čas objave: 25. maj 2022
