Geïntegreerde robotplasmasnywerk vereis meer as net 'n fakkel wat aan die einde van die robotarm vasgemaak is.Kennis van die plasmasnyproses is die sleutel.skat
Metaalvervaardigers regoor die bedryf – in werkswinkels, swaar masjinerie, skeepsbou en struktuurstaal – streef daarna om aan veeleisende afleweringsverwagtinge te voldoen terwyl hulle kwaliteitvereistes oortref. Hulle poog voortdurend om koste te verminder terwyl hulle die altyd-teenwoordige probleem van die behoud van geskoolde arbeid hanteer. nie maklik.
Baie van hierdie probleme kan teruggevoer word na handprosesse wat steeds in die bedryf voorkom, veral wanneer komplekse gevormde produkte soos industriële houerdeksels, geboë strukturele staalkomponente en pype en buise vervaardig word. Baie vervaardigers bestee 25 tot 50 persent van hul bewerkingstyd tot handmerk, kwaliteitskontrole en omskakeling, wanneer die werklike snytyd (gewoonlik met 'n hand-oksibrandstof- of plasmasnyer) slegs 10 tot 20 persent is.
Benewens die tyd wat sulke manuele prosesse inneem, word baie van hierdie snitte gemaak rondom verkeerde kenmerkliggings, afmetings of toleransies, wat uitgebreide sekondêre bewerkings vereis soos slyp en herbewerking, of erger nog, Materiaal wat geskrap moet word. Baie winkels wy as veel as 40% van hul totale verwerkingstyd aan hierdie laewaarde werk en vermorsing.
Dit alles het gelei tot 'n bedryfsstoot na outomatisering. 'n Winkel wat handmatige fakkelsny-operasies outomatiseer vir komplekse multi-as-onderdele het 'n robotplasma-snysel geïmplementeer en, nie verbasend nie, groot winste behaal. Hierdie operasie skakel handmatige uitleg uit, en 'n werk wat sal 5 mense neem 6 uur kan nou gedoen word in net 18 minute met behulp van 'n robot.
Alhoewel die voordele voor die hand liggend is, verg die implementering van robotplasmasnywerk meer as net die aankoop van 'n robot en 'n plasmafakkel. As jy dit oorweeg om robotplasmasnywerk te oorweeg, maak seker dat jy 'n holistiese benadering volg en na die hele waardestroom kyk. Werk boonop met 'n vervaardiger-opgeleide stelselintegreerder wat plasmategnologie en die stelselkomponente en -prosesse verstaan en verstaan wat nodig is om te verseker dat alle vereistes in die batteryontwerp geïntegreer word.
Oorweeg ook die sagteware, wat waarskynlik een van die belangrikste komponente van enige robotplasma-snystelsel is. As jy in 'n stelsel belê het en die sagteware is óf moeilik om te gebruik, vereis baie kundigheid om te hardloop, óf jy vind dit neem baie tyd om die robot aan te pas by plasmasny en die snypad te leer, jy mors net baie geld.
Alhoewel robotiese simulasiesagteware algemeen is, gebruik effektiewe robotiese plasmasnyselle vanlyn robotprogrammeringsagteware wat outomaties robotpadprogrammering sal uitvoer, botsings identifiseer en kompenseer, en plasmasnyproseskennis integreer. Die inkorporering van diep plasmaproseskennis is die sleutel.Met sagteware soos hierdie , die outomatisering van selfs die mees komplekse robotiese plasma-snytoepassings word baie makliker.
Plasma sny komplekse multi-as vorms vereis unieke fakkel geometrie. Pas die fakkel geometrie wat gebruik word in 'n tipiese XY toepassing (sien Figuur 1) toe op 'n komplekse vorm, soos 'n geboë drukvat kop, en jy sal die waarskynlikheid van botsings verhoog. Om hierdie rede is skerphoekige fakkels (met 'n "puntige" ontwerp) beter geskik vir robotiese vormsny.
Alle soorte botsings kan nie met 'n skerphoekige flitslig alleen vermy word nie. Die deelprogram moet ook veranderinge aan die snyhoogte bevat (dws die flitspunt moet speling na die werkstuk hê) om botsings te vermy (sien Figuur 2).
Tydens die snyproses vloei die plasmagas in die flitsliggaam af in 'n draaikolkrigting na die fakkelpunt. Hierdie rotasie-aksie laat sentrifugale krag toe om swaar deeltjies uit die gaskolom na die omtrek van die mondstukgat te trek en beskerm die fakkelsamestelling teen die vloei van warm elektrone.Die temperatuur van die plasma is naby 20 000 grade Celsius, terwyl die koperdele van die fakkel teen 1 100 grade Celsius smelt. Verbruiksgoedere het beskerming nodig, en 'n isolerende laag swaar deeltjies bied beskerming.
Figuur 1. Standaard flitsliggame is ontwerp vir plaatmetaal sny. Die gebruik van dieselfde flits in 'n multi-as toepassing verhoog die kans op botsings met die werkstuk.
Die warrel maak die een kant van die snit warmer as die ander.Vlamme met kloksgewys roterende gas plaas tipies die warm kant van die snit aan die regterkant van die boog (wanneer van bo gesien in die rigting van die snit). Dit beteken dat die prosesingenieur werk hard om die goeie kant van die snit te optimaliseer en neem aan dat die slegte kant (links) afval sal wees (sien Figuur 3).
Interne kenmerke moet in 'n antikloksgewyse rigting gesny word, met die warm kant van die plasma wat 'n skoon sny aan die regterkant maak (gedeelte randkant). In plaas daarvan moet die omtrek van die deel in 'n kloksgewyse rigting gesny word. fakkel sny in die verkeerde rigting, dit kan 'n groot taps in die snyprofiel skep en skuim op die rand van die deel verhoog. In wese plaas jy "goeie snitte" op afval.
Let daarop dat die meeste plasmapaneel snytafels proses-intelligensie ingebou het in die kontroleerder met betrekking tot die rigting van die boogsny. Maar op die gebied van robotika is hierdie besonderhede nie noodwendig bekend of verstaan nie, en hulle is nog nie ingebed in 'n tipiese robotbeheerder nie - daarom is dit belangrik om vanlyn robotprogrammeringsagteware met kennis van die ingebedde plasmaproses te hê.
Fakkelbeweging wat gebruik word om metaal deur te steek, het 'n direkte uitwerking op plasma sny verbruiksgoedere. As die plasma fakkel die plaat op snyhoogte (te naby aan die werkstuk) deurboor, kan die terugslag van die gesmelte metaal vinnig die skild en spuitstuk beskadig. Dit lei tot swak snitgehalte en verminderde verbruikbare leeftyd.
Weereens, dit gebeur selde in plaatmetaal snytoepassings met 'n gantry, aangesien die hoë mate van fakkelkundigheid reeds in die beheerder ingebou is. Die operateur druk 'n knoppie om die deursteekvolgorde te begin, wat 'n reeks gebeurtenisse begin om behoorlike deursteekhoogte te verseker .
Eerstens voer die fakkel 'n hoogtewaarnemingsprosedure uit, gewoonlik met behulp van 'n ohmiese sein om die werkstukoppervlak op te spoor.Nadat die plaat geposisioneer is, word die fakkel van die plaat teruggetrek na die oordraghoogte, wat die optimale afstand is vir die plasmaboog om oor te dra. na die werkstuk.Sodra die plasmaboog oorgedra is, kan dit heeltemal verhit word.Op hierdie punt beweeg die fakkel na die deursteekhoogte, wat 'n veiliger afstand van die werkstuk en verder van die terugblaas van die gesmelte materiaal is.Die fakkel handhaaf dit afstand totdat die plasmaboog die plaat heeltemal binnedring. Nadat die deursteekvertraging voltooi is, beweeg die fakkel af na die metaalplaat en begin die snybeweging (sien Figuur 4).
Weereens, al hierdie intelligensie is gewoonlik ingebou in die plasmabeheerder wat vir velsny gebruik word, nie die robotbeheerder nie.Robotiese snywerk het ook nog 'n laag kompleksiteit.Poorsteek op die verkeerde hoogte is erg genoeg, maar wanneer multi-asvorms gesny word, is die fakkel is dalk nie in die beste rigting vir die werkstuk en materiaaldikte nie.As die fakkel nie loodreg is op die metaaloppervlak wat dit deursteek nie, sal dit uiteindelik 'n dikker deursnit sny as wat nodig is, wat verbruikbare lewensduur mors.Boonop deur 'n geprofileerde werkstuk deurboor in die verkeerde rigting kan die fakkelsamestelling te naby aan die werkstukoppervlak plaas, wat dit blootstel aan smeltterugslag en voortydige mislukking veroorsaak (sien Figuur 5).
Oorweeg 'n robotplasma-snytoepassing wat behels dat die kop van 'n drukvat gebuig word. Soortgelyk aan velsny, moet die robotfakkel loodreg op die materiaaloppervlak geplaas word om die dunste moontlike deursnee vir perforasie te verseker. Soos die plasmafakkel die werkstuk nader , dit gebruik hoogtewaarneming totdat dit die vaartuigoppervlak vind, trek dan langs die fakkel-as terug om hoogte oor te dra. Nadat die boog oorgedra is, word die fakkel weer langs die fakkel-as teruggetrek om hoogte deur te steek, veilig weg van terugblaas (sien Figuur 6) .
Sodra die deursteekvertraging verstryk, word die fakkel tot die snyhoogte laat sak. Wanneer kontoere verwerk word, word die fakkel gelyktydig of in stappe na die verlangde snyrigting gedraai.Op hierdie punt begin die snyvolgorde.
Robotte word oorbepaalde stelsels genoem. Dit gesê, dit het verskeie maniere om by dieselfde punt uit te kom. Dit beteken dat enigiemand wat 'n robot leer beweeg, of enigiemand anders, 'n sekere vlak van kundigheid moet hê, hetsy in die verstaan van robotbeweging of die bewerking vereistes van plasma sny.
Alhoewel onderrig-hangers ontwikkel het, is sommige take nie inherent geskik vir die onderrig van pendant-programmering nie - veral take wat 'n groot aantal gemengde lae-volume dele behels. Robotte produseer nie wanneer hulle onderrig word nie, en die onderrig self kan ure neem, of selfs dae vir komplekse dele.
Vanlyn robotprogrammeringsagteware wat met plasmasnymodules ontwerp is, sal hierdie kundigheid insluit (sien Figuur 7). Dit sluit in plasmagassnyrigting, aanvanklike hoogtewaarneming, deursteekvolgorde, en snyspoedoptimalisering vir flits- en plasmaprosesse.
Figuur 2. Skerp ("puntige") fakkels is beter geskik vir robotiese plasmasny. Maar selfs met hierdie fakkelgeometrieë is dit die beste om die snyhoogte te verhoog om die kans op botsings te verminder.
Die sagteware verskaf die robotika-kundigheid wat nodig is om oorbepaalde stelsels te programmeer. Dit bestuur singulariteite, of situasies waar die robotiese eindeffektor (in hierdie geval, die plasmafakkel) nie die werkstuk kan bereik nie;gesamentlike limiete;oorreis;pols omrol;botsingsopsporing;eksterne asse;en toolpath optimization.Eerstens voer die programmeerder die CAD-lêer van die voltooide deel in in vanlyn robotprogrammeringsagteware, en definieer dan die rand wat gesny moet word, saam met die deursteekpunt en ander parameters, met inagneming van botsing en afstandsbeperkings.
Sommige van die jongste herhalings van vanlyn robotika-sagteware gebruik sogenaamde taakgebaseerde vanlyn programmering. Hierdie metode laat programmeerders toe om outomaties snypaaie te genereer en veelvuldige profiele gelyktydig te kies. Die programmeerder kan 'n randpadkieser kies wat die snypad en rigting wys , en kies dan om die begin- en eindpunte te verander, sowel as die rigting en helling van die plasmafakkel.Programmering begin gewoonlik (onafhanklik van die handelsmerk van die robotarm of plasmastelsel) en gaan voort om 'n spesifieke robotmodel in te sluit.
Die gevolglike simulasie kan alles in die robotsel in ag neem, insluitend elemente soos veiligheidsversperrings, toebehore en plasmafakkels. Dit maak dan rekening vir enige potensiële kinematiese foute en botsings vir die operateur, wat dan die probleem kan regstel.Byvoorbeeld, 'n simulasie kan 'n botsingsprobleem tussen twee verskillende snye in die kop van 'n drukvat aan die lig bring. Elke insnyding is op 'n ander hoogte langs die kontoer van die kop, so vinnige beweging tussen insnydings moet rekening hou met die nodige speling—'n klein detail, opgelos voordat die werk die vloer bereik, wat help om hoofpyn en vermorsing uit te skakel.
Aanhoudende arbeidstekorte en groeiende vraag van klante het meer vervaardigers aangespoor om hulle tot robotiese plasmasny te wend. Ongelukkig duik baie mense in die water net om meer komplikasies te ontdek, veral wanneer die mense wat outomatisering integreer nie kennis van die plasmasnyproses het nie. Hierdie pad sal slegs lei tot frustrasie.
Integreer plasma-snykennis van die begin af, en dinge verander.Met plasmaproses-intelligensie kan die robot draai en beweeg soos nodig om die doeltreffendste piercing uit te voer, wat die lewensduur van verbruiksgoedere verleng. Dit sny in die regte rigting en maneuvers om enige werkstuk te vermy botsing. Wanneer vervaardigers hierdie pad van outomatisering volg, pluk hulle vrugte.
Hierdie artikel is gebaseer op "Vooruitgang in 3D Robotiese Plasma-sny" wat tydens die 2021 FABTECH-konferensie aangebied is.
FABRICATOR is Noord-Amerika se voorste metaalvorm- en vervaardigingsbedryftydskrif.Die tydskrif verskaf nuus, tegniese artikels en gevallegeskiedenisse wat vervaardigers in staat stel om hul werk doeltreffender te doen.FABRICATOR dien die bedryf sedert 1970.
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van The FABRICATOR, maklike toegang tot waardevolle industriehulpbronne.
Die digitale uitgawe van The Tube & Pipe Journal is nou ten volle toeganklik en bied maklike toegang tot waardevolle bedryfsbronne.
Geniet volle toegang tot die digitale uitgawe van STAMPING Journal, wat die nuutste tegnologiese vooruitgang, beste praktyke en industrienuus vir die metaalstempelmark verskaf.
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van The Fabricator en Español, maklike toegang tot waardevolle industriebronne.
Postyd: 25 Mei 2022
