Во многих станках поддержание зазора между заготовкой и соплом горелки абсолютно не контролируется системой ЧПУ, несмотря на то, что современная система ЧПУ может с легкостью выполнять эту задачу. Контроллер EnC66 компании Eckelmann имеет достаточно ресурсов и функциональности программного обеспечения для этого.
Данное решение очень эффективно.

При газовой резке очень важную роль играет точное поддержание зазора между соплом горелки и поверхностью заготовки. До сих пор существовуют компании, которые предлагают производителям специальные мехатронные решения, состоящие из оси Z и соответствующей электроники. Подобные решения осуществляют поддержание зазора без участия основной системы ЧПУ, хотя современная система ЧПУ, например Eckelmann EnC66, может с легкостью выполнять эту задачу. Контроллер EnC66 обладает всеми необходимыми ресурсами и функциональностью для полноценного контроля высоты. 

С точки зрения программного обеспечения EnC66 уже включает в себя весь необходимый функционал для поддержания зазора, не хватало только самого механизма перемещения по оси Z. Недавно подобный модуль был разработан партнером Eckelmann. Он оформлен в виде модуля оси Z (Z-модуль) и разработан специально для плазменной резки. Также данное решение может быть применено и для резки автогеном, лазером или гидроабразивом. 

Рис. 1 Окно настроек контроля высоты в программе управления ЧПУ Eckelmann 

Z-модуль устанавливается на портале станка при помощи фланцевого крепления. Соответствующая горелка может быть закреплена при помощи зажимного устройства. Подключение модуля осуществляется по двум линиям: силовой (питание приводных двигателей и т.д.) и информационной (датчики и т.д.). Управление двигателем полностью интегрировано в Z-модуль. Для обеспечения безопасности, модуль снабжен вертикальной и горизонтальной защитой от столкновения. Также модуль снабжен автоматической компенсацией веса. Специальная термостойкая силиконовая гофра и крышки защищают модуль от пыли и высоких температур. 

Рис. 2 Z-модуль с защитой от пыли и высоких температур 

Определение высоты при помощи сопла горелки 

Для точного поддержания зазора, прежде всего, нужно определить высоту заготовки. Инженеры Eckelmann придумали для первоначального определения высоты заготовки нечто особенное: производится точный анализ тока двигателя во время касания соплом горелки заготовки. Такое решение позволяет работать даже на тонких пластинах с высокой точностью. Для этого была специально переработана прошивка системы управления двигателем оси Z. 

Рис. 3 Меню выбора метода поиска поверхности 

 После того как определена первоначальная высота заготовки, ось Z перемещается на соответствующую высоту резки. Эта высота рассчитывается исходя из данных технологических таблиц, которые хранятся в ЧПУ. При плазменной резке поддержание зазора на заданном уровне осуществляется путем быстрой и точной оценки напряжения на дуге. При других способах резки для поддержания зазора могут быть использованы бесконтактные измерительные системы, например, емкостной датчик положения.

 

Фаски под сварку 

В судостроении, при строительстве трубопроводов или ветряных электростанций, да и в любой другой отрасли с применением металлоконструкций требуются фаски для получения качественного сварного шва. Можно повысить производительность станка плазменной резки, применяя на нем горелки способные резать не только под прямым, но и под произвольным углом. В этом случае возникает необходимость в специальных поворотных агрегатах, которые будут поворачивать горелку на соответствующий фаске угол.

 

Рис. 4 Станок ЧПУ с дополнительными осями для резки фасок 

Внешние системы поддержания зазора, о которых упоминалось ранее, принципиально не могут применяться для резки фасок, поскольку эти решения перемещают горелку только по одной оси. Сложные трехмерные перемещения, которые возникают при резке фаски, не могут быть реализованы. Чтобы эти перемещения были оптимальными, они должны быть выполнены под контролем системы ЧПУ. По этой причине Z-модуль Eckelmann дополнительно снабжен поворотными осями A и B для установки соответствующего угла фаски. 

Движение по осям A и B вызывает изменение зазора между горелкой и заготовкой, которое должно быть скомпенсировано движением не только по оси Z, но и по оси X и Y. Таким образом, система ЧПУ должна одновременно управлять и интерполировать 5 осей. 

Рис. 5 Меню выбора кинематики дополнительных осей   

Поскольку при резке фасок напряжение дуги не соответствует зазору, в ЧПУ систему введены специальные алгоритмы. В некоторых случаях можно применить автоматическую систему определения толщины заготовки. Все эти функции доступны в контроллере EnC66.  

Интегрированная в ЧПУ система поддержания зазора просто необходима при резке фасок, она также дает значительные преимущества перед внешней системой и при простом раскрое. Она позволяет повысить качество резки и увеличить время жизни расходных материалов плазмотрона.