Ang pinagsamang robotic plasma cutting ay nangangailangan ng higit pa sa isang tanglaw na nakakabit sa dulo ng robotic arm. Ang kaalaman sa proseso ng pagputol ng plasma ay susi.kayamanan
Ang mga metal fabricator sa buong industriya - sa mga pagawaan, mabibigat na makinarya, paggawa ng barko at structural steel - ay nagsusumikap na matugunan ang hinihingi na mga inaasahan sa paghahatid habang lumalampas sa mga kinakailangan sa kalidad. Patuloy silang naghahangad na bawasan ang mga gastos habang nakikitungo sa kasalukuyang problema ng pagpapanatili ng skilled labor. Ang negosyo ay Hindi madali.
Marami sa mga problemang ito ay maaaring masubaybayan pabalik sa mga manu-manong proseso na laganap pa rin sa industriya, lalo na kapag gumagawa ng mga kumplikadong hugis na mga produkto tulad ng pang-industriya na takip ng lalagyan, mga curved structural steel na bahagi, at mga tubo at tubing. machining time hanggang manu-manong pagmamarka, kontrol sa kalidad, at conversion, kapag ang aktwal na oras ng pagputol (karaniwan ay may hawak na oxyfuel o plasma cutter) ay 10 hanggang 20 porsyento lamang.
Bilang karagdagan sa oras na nauubos ng naturang mga manu-manong proseso, marami sa mga pagbawas na ito ay ginawa sa paligid ng mga maling lokasyon ng feature, dimensyon o pagpapaubaya, na nangangailangan ng malawak na pangalawang operasyon gaya ng paggiling at muling paggawa, o mas masahol pa, Mga materyal na kailangang i-scrap. Maraming mga tindahan ang naglalaan bilang halos 40% ng kanilang kabuuang oras ng pagproseso sa mababang halaga ng trabaho at basurang ito.
Ang lahat ng ito ay humantong sa isang pagtulak sa industriya patungo sa automation. Ang isang tindahan na nag-o-automate ng mga operasyon ng manual torch cutting para sa kumplikadong mga multi-axis na bahagi ay nagpatupad ng isang robotic plasma cutting cell at, hindi nakakagulat, nakakita ng malalaking tagumpay. Ang operasyong ito ay nag-aalis ng manu-manong layout, at isang trabaho na aabutin ng 5 tao ng 6 na oras ay maaari na ngayong gawin sa loob lamang ng 18 minuto gamit ang isang robot.
Bagama't kitang-kita ang mga benepisyo, ang pagpapatupad ng robotic plasma cutting ay nangangailangan ng higit pa sa pagbili ng robot at plasma torch. Kung isinasaalang-alang mo ang robotic plasma cutting, siguraduhing kumuha ng holistic na diskarte at tingnan ang buong value stream. Bukod pa rito, makipagtulungan sa isang system integrator na sinanay ng manufacturer na nauunawaan at nauunawaan ang teknolohiya ng plasma at ang mga bahagi at proseso ng system na kinakailangan upang matiyak na ang lahat ng mga kinakailangan ay isinama sa disenyo ng baterya.
Isaalang-alang din ang software, na masasabing isa sa pinakamahalagang bahagi ng anumang robotic plasma cutting system. Kung namuhunan ka sa isang system at mahirap gamitin ang software, nangangailangan ng maraming kadalubhasaan upang tumakbo, o makikita mo ito tumatagal ng maraming oras para iakma ang robot sa plasma cutting at ituro ang cutting path, nagsasayang ka lang ng maraming pera.
Bagama't karaniwan ang robotic simulation software, ang epektibong robotic plasma cutting cells ay gumagamit ng offline na robotic programming software na awtomatikong magsasagawa ng robot path programming, tukuyin at babayaran ang mga banggaan, at isama ang kaalaman sa proseso ng pagputol ng plasma. Ang pagsasama ng malalim na kaalaman sa proseso ng plasma ay susi. Sa software na tulad nito , nagiging mas madali ang pag-automate kahit na ang pinaka kumplikadong robotic plasma cutting application.
Ang mga plasma cutting complex na multi-axis na hugis ay nangangailangan ng natatanging torch geometry. Ilapat ang torch geometry na ginamit sa isang tipikal na XY application (tingnan ang Figure 1) sa isang kumplikadong hugis, tulad ng isang curved pressure vessel head, at madaragdagan mo ang posibilidad ng mga banggaan. Para sa kadahilanang ito, ang mga matulis na sulo (na may "tulis" na disenyo) ay mas angkop para sa paggupit ng hugis robot.
Ang lahat ng mga uri ng banggaan ay hindi maiiwasan gamit ang isang matalim na anggulong flashlight lamang.
Sa panahon ng proseso ng pagputol, ang plasma gas ay dumadaloy pababa sa katawan ng sulo sa direksyon ng puyo ng tubig patungo sa dulo ng sulo. Ang rotational action na ito ay nagbibigay-daan sa puwersa ng sentripugal na hilahin ang mabibigat na particle palabas ng gas column patungo sa periphery ng nozzle hole at pinoprotektahan ang torch assembly mula sa ang daloy ng mainit na mga electron.Ang temperatura ng plasma ay malapit sa 20,000 degrees Celsius, habang ang mga tansong bahagi ng torch ay natutunaw sa 1,100 degrees Celsius. Ang mga consumable ay nangangailangan ng proteksyon, at ang isang insulating layer ng mabibigat na particle ay nagbibigay ng proteksyon.
Figure 1. Ang mga karaniwang torch body ay idinisenyo para sa pagputol ng sheet metal. Ang paggamit ng parehong torch sa isang multi-axis na application ay nagpapataas ng pagkakataong mabangga sa workpiece.
Ang pag-ikot ay ginagawang mas mainit ang isang bahagi ng hiwa kaysa sa isa. Ang mga sulo na may pakanan na umiikot na gas ay karaniwang naglalagay ng mainit na bahagi ng hiwa sa kanang bahagi ng arko (kapag tiningnan mula sa itaas sa direksyon ng hiwa). Nangangahulugan ito na ang Ang process engineer ay nagsisikap na ma-optimize ang magandang bahagi ng hiwa at ipinapalagay na ang masamang bahagi (kaliwa) ay magiging scrap (tingnan ang Figure 3).
Ang mga panloob na tampok ay kailangang i-cut sa isang counterclockwise na direksyon, na ang mainit na bahagi ng plasma ay gumagawa ng isang malinis na hiwa sa kanang bahagi (bahagi sa gilid ng gilid). Sa halip, ang perimeter ng bahagi ay kailangang i-cut sa isang clockwise na direksyon. Kung ang mga pagbawas ng sulo sa maling direksyon, maaari itong lumikha ng isang malaking taper sa profile ng hiwa at dagdagan ang dumi sa gilid ng bahagi. Sa totoo lang, naglalagay ka ng "magandang mga hiwa" sa scrap.
Tandaan na karamihan sa mga plasma panel cutting table ay may process intelligence na nakapaloob sa controller patungkol sa direksyon ng arc cut. Ngunit sa larangan ng robotics, ang mga detalyeng ito ay hindi kinakailangang kilala o naiintindihan, at hindi pa sila naka-embed sa isang tipikal na robot controller - kaya mahalagang magkaroon ng offline na robot programming software na may kaalaman sa naka-embed na proseso ng plasma.
Ang paggalaw ng tanglaw na ginagamit sa pagbubutas ng metal ay may direktang epekto sa mga gamit sa pagputol ng plasma. Kung ang plasma torch ay tumusok sa sheet sa taas ng pagputol (masyadong malapit sa workpiece), ang pag-urong ng tinunaw na metal ay maaaring mabilis na makapinsala sa kalasag at nguso ng gripo. Nagreresulta ito sa mahinang kalidad ng hiwa at nabawasan ang nagagamit na buhay.
Muli, ito ay bihirang mangyari sa mga aplikasyon ng paggupit ng sheet metal na may gantry, dahil ang mataas na antas ng kadalubhasaan ng sulo ay nakapaloob na sa controller. Pinindot ng operator ang isang pindutan upang simulan ang pagkakasunud-sunod ng pierce, na nagpapasimula ng isang serye ng mga kaganapan upang matiyak ang tamang taas ng butas. .
Una, ang tanglaw ay nagsasagawa ng isang pamamaraan sa pagtukoy ng taas, kadalasang gumagamit ng isang ohmic signal upang makita ang ibabaw ng workpiece. Pagkatapos iposisyon ang plato, ang tanglaw ay binawi mula sa plato patungo sa taas ng paglipat, na siyang pinakamainam na distansya para sa plasma arc upang ilipat sa workpiece. Kapag nailipat na ang plasma arc, maaari itong uminit nang buo. Sa puntong ito ang tanglaw ay gumagalaw sa taas ng butas, na mas ligtas na distansya mula sa workpiece at mas malayo sa blowback ng tinunaw na materyal. Pinapanatili ito ng tanglaw. distansya hanggang ang plasma arc ay ganap na tumagos sa plato. Pagkatapos makumpleto ang pierce delay, ang sulo ay gumagalaw pababa patungo sa metal plate at magsisimula sa cutting motion (tingnan ang Figure 4).
Muli, ang lahat ng katalinuhan na ito ay karaniwang itinatayo sa plasma controller na ginagamit para sa pagputol ng sheet, hindi ang robot controller. Ang robotic cutting ay mayroon ding isa pang layer ng pagiging kumplikado. Ang pagtusok sa maling taas ay masama na, ngunit kapag ang pagputol ng mga multi-axis na hugis, ang tanglaw maaaring wala sa pinakamagandang direksyon para sa workpiece at kapal ng materyal. Kung ang tanglaw ay hindi patayo sa ibabaw ng metal na tinutusok nito, hahantong ito sa pagputol ng mas makapal na cross-section kaysa sa kinakailangan, na mag-aaksaya ng maubos na buhay. sa maling direksyon ay maaaring ilagay ang torch assembly na masyadong malapit sa ibabaw ng workpiece, na ilantad ito upang matunaw ang blowback at magdulot ng napaaga na pagkabigo (tingnan ang Figure 5).
Isaalang-alang ang isang robotic plasma cutting application na kinabibilangan ng pagbaluktot sa ulo ng isang pressure vessel. Katulad ng sheet cutting, ang robotic torch ay dapat ilagay patayo sa materyal na ibabaw upang matiyak ang pinakamanipis na posibleng cross-section para sa pagbubutas. Habang ang plasma torch ay lumalapit sa workpiece , ito ay gumagamit ng height sensing hanggang sa matagpuan nito ang ibabaw ng sisidlan, pagkatapos ay iuurong kasama ang torch axis upang ilipat ang taas.Pagkatapos mailipat ang arko, ang torch ay binawi muli kasama ang torch axis upang tumagos sa taas, ligtas na malayo sa blowback (tingnan ang Figure 6) .
Sa sandaling mag-expire ang pierce delay, ang tanglaw ay ibinababa sa taas ng pagputol. Kapag nagpoproseso ng mga contour, ang tanglaw ay iikot sa nais na direksyon ng pagputol nang sabay-sabay o sa mga hakbang. Sa puntong ito, magsisimula ang pagkakasunud-sunod ng pagputol.
Ang mga robot ay tinatawag na mga overdetermined system. Sabi nga, marami itong paraan para makarating sa parehong punto. Nangangahulugan ito na ang sinumang nagtuturo sa isang robot na gumalaw, o sinuman, ay dapat magkaroon ng isang tiyak na antas ng kadalubhasaan, sa pag-unawa man sa paggalaw ng robot o sa machining mga kinakailangan ng pagputol ng plasma.
Bagama't nag-evolve ang mga teach pendants, ang ilang mga gawain ay hindi likas na angkop para sa pagtuturo ng pendant programming—lalo na ang mga gawaing kinasasangkutan ng malaking bilang ng mga pinaghalong bahaging mababa ang volume. Ang mga robot ay hindi gumagawa kapag sila ay itinuro, at ang pagtuturo mismo ay maaaring tumagal ng ilang oras, o kahit na. araw para sa mga kumplikadong bahagi.
Ang offline na software ng robot programming na idinisenyo gamit ang plasma cutting modules ay mag-e-embed ng expertise na ito (tingnan ang Figure 7). Kabilang dito ang plasma gas cutting direction, initial height sensing, pierce sequencing, at cutting speed optimization para sa mga proseso ng torch at plasma.
Figure 2. Ang mga sharp (“pointed”) na mga sulo ay mas angkop para sa robotic plasma cutting. Ngunit kahit na may mga torch geometries na ito, ito ay pinakamahusay na taasan ang cut height upang mabawasan ang pagkakataon ng mga banggaan.
Ang software ay nagbibigay ng robotics expertise na kinakailangan para mag-program ng mga overdetermined system. Pinamamahalaan nito ang mga singularidad, o mga sitwasyon kung saan hindi maabot ng robotic end-effector (sa kasong ito, ang plasma torch) ang workpiece;magkasanib na mga limitasyon;labis na paglalakbay;pulso rollover;pagtuklas ng banggaan;panlabas na palakol;at toolpath optimization.Una, ini-import ng programmer ang CAD file ng natapos na bahagi sa offline na robot programming software, pagkatapos ay tinutukoy ang gilid na puputulin, kasama ang pierce point at iba pang mga parameter, na isinasaalang-alang ang banggaan at mga hadlang sa hanay.
Ang ilan sa mga pinakabagong pag-ulit ng offline na robotics software ay gumagamit ng tinatawag na task-based offline programming. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan sa mga programmer na awtomatikong bumuo ng mga cutting path at pumili ng maraming profile nang sabay-sabay. Maaaring pumili ang programmer ng isang edge path selector na nagpapakita ng cutting path at direksyon , at pagkatapos ay piliin na baguhin ang mga punto ng pagsisimula at pagtatapos, pati na rin ang direksyon at hilig ng plasma torch. Ang programming ay karaniwang nagsisimula (independyente sa tatak ng robotic arm o plasma system) at nagpapatuloy upang isama ang isang partikular na modelo ng robot.
Ang resultang simulation ay maaaring isaalang-alang ang lahat ng bagay sa robotic cell, kabilang ang mga elemento tulad ng mga hadlang sa kaligtasan, mga fixture, at plasma torches. Pagkatapos ay isinasaalang-alang nito ang anumang potensyal na kinematic error at banggaan para sa operator, na maaaring magtama ng problema. Halimbawa, ang isang simulation ay maaaring magbunyag ng problema sa banggaan sa pagitan ng dalawang magkaibang hiwa sa ulo ng isang pressure vessel. Ang bawat paghiwa ay nasa magkaibang taas kasama ang tabas ng ulo, kaya ang mabilis na paggalaw sa pagitan ng mga paghiwa ay kailangang isaalang-alang ang kinakailangang clearance—isang maliit na detalye, naresolba bago umabot sa sahig ang trabaho, na tumutulong na maalis ang pananakit ng ulo at basura.
Ang patuloy na mga kakulangan sa paggawa at lumalaking demand ng customer ay nag-udyok sa mas maraming mga tagagawa na bumaling sa robotic plasma cutting. Sa kasamaang palad, maraming tao ang sumisid sa tubig para lamang makatuklas ng higit pang mga komplikasyon, lalo na kapag ang mga taong nagsasama ng automation ay walang kaalaman sa proseso ng pagputol ng plasma. Ang landas na ito ay magiging lamang humantong sa pagkabigo.
Isama ang kaalaman sa pagputol ng plasma mula sa simula, at nagbabago ang mga bagay. Sa pamamagitan ng plasma process intelligence, ang robot ay maaaring umikot at gumalaw kung kinakailangan upang maisagawa ang pinakamabisang pagbubutas, na nagpapahaba ng buhay ng mga consumable. Ito ay pumuputol sa tamang direksyon at mga maniobra upang maiwasan ang anumang workpiece banggaan.Kapag sumusunod sa landas na ito ng automation, umaani ng mga gantimpala ang mga manufacturer.
Ang artikulong ito ay batay sa "Mga Pag-unlad sa 3D Robotic Plasma Cutting" na ipinakita sa 2021 FABTECH conference.
Ang FABRICATOR ay ang nangungunang metal forming at fabrication industry magazine sa North America. Ang magazine ay nagbibigay ng mga balita, teknikal na artikulo at mga kasaysayan ng kaso na nagbibigay-daan sa mga manufacturer na gawin ang kanilang mga trabaho nang mas mahusay. FABRICATOR ay naglilingkod sa industriya mula noong 1970.
Ngayon na may ganap na access sa digital na edisyon ng The FABRICATOR, madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Ang digital na edisyon ng The Tube & Pipe Journal ay ganap nang naa-access, na nagbibigay ng madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Tangkilikin ang ganap na access sa digital na edisyon ng STAMPING Journal, na nagbibigay ng mga pinakabagong teknolohikal na pagsulong, pinakamahuhusay na kagawian at balita sa industriya para sa metal stamping market.
Ngayon na may ganap na access sa digital na edisyon ng The Fabricator en Español, madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Oras ng post: Mayo-25-2022
