Плазменная резка трубных профилей


Различные способы обработки предъявляют специальные технологические и геометрические требования к системам управления осями и системам регулирования параметров инструмента. Это относится и к системам резки трубных профилей.


Современной в области станков для резки трубных профилей считается модель с шестью автоматическими осями для одновременного перемещения заготовки и инструмента.
Компания Eckelmann AG  разработала собственное решение системы ЧПУ, которое поддерживает методы оптимального управления таким сложным станком. Также разработан упрощённый вариант станка с двумя осями.
Оба исполнения предназначены для резки ацетиленом или плазмой. Станки делают вырезы сложной формы в круглых или прямоугольных трубах. Получаемые профили используются (без дополнительной механической обработки!) при создании распределённых трубных систем (со сгибами, переходами, тройниками и т.п) для текучих сред. Шестиосевой станок может подготавливать фаску под сварку уже на этапе реза. 


Рис.1. Шестиосевой станок для резки труб

 

Сложные движения 6 осей


Резка фактически осуществляется по двум осям. Труба зажимается в патроне, который вращается вокруг оси вращения трубы, а горелка всегда располагается над верхней точкой трубы и перемещается вдоль неё на специальной каретке. Путем совмещения поворота трубы и линейного перемещения горелки становится возможным вырезать любой контур на трубе.
Для получения фасок добавляются оси, обеспечивающие наклон горелки. В этом случае горелка должна всегда быть перпендикулярна к траектории реза. Наклон реализуется с помощью двух дополнительных осей вращения. Горелка наклоняется по так называемому азимуту к отрезаемой части, так что при резке образуется фаска.
Эти вращательные движения дополняются линейными перемещениями вверх и вниз по оси плазменной горелки, поскольку высота положения горелки должна меняться в зависимости от угла её наклона. Еще одна ось предназначена для подгонки станка под текущий диаметр трубы. Предварительное сканирование круглых и прямоугольных труб позволяет определить вращается ли труба эксцентрично. Держатель горелки соответствующим образом перемещается вверх-вниз. 

Секреты управления


Компания Müller Opladen GmbH из Leverkusen-Opladen – специализированный и очень опытный производитель станков для резки трубных профилей и установок автоматической сварки.Для управления шестиосевым станком компания Eckelmann AG предложила компании Müller Opladen GmbH использовать стандартный контроллер ExC55 с поддержкой CANBus. Соответствующая стандартная библиотека программного обеспечения была дополнена некоторыми модулями, учитывающими геометрические особенности станка.
Наиболее важной является специальная функция преобразования поверхности заготовки в полярную систему координат станка Y/Z. Эта функция была специально разработана для процессов обработки труб некруглого сечения.
При резке прямоугольных труб возникают некоторые трудности представления  движения при смене направления в декартовой системе координат. Применение полярной системы координат для обработки вращательного и поступательного движения исключают проблемы смены направления и связанные с ним отклонения от заданной траектории. Также это позволяет обеспечить постоянную скорость резания контура.  

Ручная корректировка


Контур заготовки для функции трансформации описывается и интерполируется в декартовой системе координат X/Y/Z. Интерполированные координаты Y/Z преобразуются в полярные системы координат станка с обозначением Y’ (угол поворотной оси) и Z’ (радиус от средней точки трубы до сопла горелки). Смещение инструмента и заготовки (в том числе подстройка под конкретный диаметр и компенсация эксцентриситета) также преобразуются в полярную систему координат. 


Рис.2. Программа отладки преобразования осей

Перемещение горелки по высоте не преобразуется и может использоваться системой в виде так называемого модального смещения в дополнение к основной коррекции полярных осей. Данное обстоятельство позволяет оператору вводить ручную корректировку зазора между соплом горелки и заготовкой.

Подстройка под клиента


Влияние положения и геометрии инструмента не учитывается в описанном выше преобразовании в полярную систему координат, поскольку его может и не быть. Тем не менее, при необходимости эти дополнительные факторы могут быть скомпенсированы постпроцессором на этапе создания ЧПУ программы. Накопленный компанией Müller Opladen GmbH опыт позволил реализовать эти функции собственными силами. В результате тесного сотрудничества и правильного распределения задач между Müller Opladen GmbH и Eckelmann AG был реализован подобный станок. 


Таким образом, конечным решением является не только сам продукт, но и весь ход его создания. Именно благодаря тесному сотрудничеству как разработчика системы ЧПУ с производителем станка, так и производителя станка с конечным потребителем обеспечило создание решения, полностью удовлетворяющего потребности клиента.  

 

 

 

Яндекс.Метрика