Раскрой и резка фасок с инновационной техникой резки

Более 25 лет компания Lind GmbH специализируется на производстве станков для газокислородной и плазменной резки. Она имеет большой опыт в производстве станков с поворотными агрегатами. Другие производители тоже используют на своих станках поворотные агрегаты компании Lind GmbH. Использование поворотной плазменной головки позволяет получать фаску с углом ±45°. Автоматизированная резка фасок при помощи плазмы предъявляет высокие требования к системе управления ЧПУ, поскольку отклонения угла должны компенсироваться системой регулирования высоты, чего не удается достичь стандартными средствами. Оптимальный режим высоты горелки при резке фаски не может быть определен по напряжению дуги с достаточной точностью, как это делается в станках, предназначенных для простого раскроя листов.

Физика плазмы и технологии управления

Плазменная струя медленнее лазерного луча, который распространяется со скоростью света. Она достигает «только» сверхзвуковую скорость. Кроме того, плазма отклоняется при движении режущей головки, подобно тому, как отклоняется струя воды, которая вытекает из садового шланга, при его быстром перемещении. Это может привести к тому, что при неоптимальных параметрах резки размеры получаемых деталей будут неточными. При плазменной резке, газ ионизируется в электрической дуге, которая горит между соплом горелки (катодом) и заготовкой (анодом). При «ударе» о заготовку высвобождается энергия рекомбинации, что при температурах около 30000 °C способствует быстрому плавлению металла. Если вырезать плазмой прямоугольный элемент, то при подходе к конечной точке, часть обрабатываемого изделия (анода) выпадает, что может привести к неконтролируемому подплавлению краев или углов и, в конечном итоге, к браку. Причина этого заключается в том, что при исчезновении одного из электродов, дуга «ищет» другой на оставшемся металле. Как видно, инерционность и необходимость в двух электродах оказывают негативное влияние на качество реза. Эти физические эффекты не могут быть полностью исключены, но можно попытаться свести их действия к минимуму. Современные системы управления могут эффективно компенсировать эти недостатки. При управлении особенно актуальны коррекции зазора между горелкой и заготовкой, скорости реза, а также толщины реза. Если горелка применяется для резки под углом, то должны быть также внесены дополнительные коррекции зазора.

Важность системы управления

Главную роль при разработке и изготовлении такого станка играет система управления. Управление станком ЧПУ при плазменной и газокислородной резке является сложной задачей, поскольку для качественного реза необходимы многие корректировки. Если станок предназначен для нескольких технологий, как в случае станков компании Lind, стандартной системы управления не хватает и, как правило, она должна быть обновлена и дополнена. Инжиниринговые компании средних размеров часто не имеют возможностей быть в курсе всех новинок в области автоматизации. В этом случае при построении нестандартного оборудования они сотрудничают с фирмами-партнерами, занимающимися исключительно системами управления. Опыт других производителей и эксплуатации позволяет ускорить производство станка, а также снизить затраты на его производство. Крайне важно, чтобы партнер по автоматизации работал на равных условиях и хорошо разбирался в требуемых областях. Компания Eckelmann AG с начала 70-ых годов разрабатывает системы управления для машиностроения. Подразделение «Встроенные системы управления» предлагает технику, компоненты и программное обеспечение для ЧПУ станков. В последние годы компания занимает особое положение в технике резки.

Высокое качество резки фасок

Плазмотрон можно не только перемещать по высоте, как это делается обычно, но и наклонять. Таким образом, на одном станке можно осуществлять простой раскрой, а также получать фаски. При резке плазмой зазор между соплом и заготовкой измеряется и регулируется по напряжению. При резке фасок этот метод не работает, поскольку при наклоненном плазмотроне изменяется не только высота, но и угол. Короче говоря, обычного регулирования высоты при резке фасок становится недостаточно. ЧПУ система при помощи предварительного сканирования поверхности материала измерительным щупом получает реальное значение и величину корректировки зазора. ЧПУ корректирует зазор в зависимости от измеренных значений. Сканирование поверхности нужно только при резке фасок, после окончания резки, значения коррекции удаляются. Высота плазмотрона дополнительно компенсируется в режиме реального времени в зависимости от угла наклона оси. Для регулирования высоты горелки для автогена используется емкостной датчик высоты. Как и плазмотрон, он монтируется на оси Z.

Системы управления с функцией корректировки

Одна из наиболее сложных проблем в ЧПУ для резки плазмой – коррекции. Только некоторые производители станков с ЧПУ для резки умеют эффективно минимизировать все физические недостатки, возникающие при резке плазмой. Наклон плазмотрона, скорость резки, толщина резки и зазор между горелкой и заготовкой в станках компании Lind корректируются при помощи специальных таблиц, заложенных в систему ЧПУ. Таблицы коррекций могут быть заданы и настроены с панели оператора. Таблицы коррекций основаны на так называемом промышленном программировании (WOP). Квалифицированный оператор может на основании своих знаний и опыте вносить корректировки непосредственно на станке. Это означает, что таблицы корректировки инструмента могут быть настроены и дополнены в любое время исходя из опыта. Для начала работы нужна только одна точка, другие же вводятся в процессе эксплуатации оператором. Корректировки могут быть произвольными, в некоторых областях их может быть больше, а в других – меньше. Отдельные точки интерполируются для получения значений между ними. Точки коррекции при резке фасок могут находиться близко друг другу в рабочей зоне (чтобы лучше компенсировать все нелинейности и повысить качество управления) и далеко друг от друга в периферийных зонах. Таким образом, улучшается качество получаемой фаски.

 Для того чтобы сделать станок удобнее и независимым от CAD/CAM-систем все корректировки и компенсации выполняются системой управления самостоятельно. Компания Lind использует CAD/CAM-систему «PROfirst CAM», которая использует специальные DIN-команды препроцессора от Eckelmann. Таким образом, сам процесс управления станком осуществляется без участия CAD/CAM-систем. Препроцессор Eckelmann, который применяется после постпроцессора CAD, предоставляет оператору список необходимых инструментов для сверления и нарезания резьбы. Таким образом, осуществляется управление инструментом, которое не может быть реализовано в CAD/CAM-системе, поскольку она предназначена для газовой резки. Кроме того, при помощи препроцессора Eckelmann и поворотной оси на ±450° может быть реализована токарная обработка. ЧПУ система Eckelmann поддерживает все функциональные возможности для резки, такие как регулирование зазора по оси Z, наклон инструмента, контроль и изменение параметров, зависимых от скорости (например, мощности лазера) и трансформации боковой поверхности (например, резка труб).

 

 

Яндекс.Метрика