Понедельник, 03 Декабрь 2018 13:42

Станки для плазменной резки металла с ЧПУ

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Существует много различного рода способов для резки металла из проката. Распространённым методом считаются – станки для плазменной резки металла с числовым программным управлением (ЧПУ).

 

Станок плазменной резки с системой ЧПУ – устройство, предназначенное для высокоточной поверхностной обработки металла, оснащённое системой ЧПУ. Существуют некоторые различия станков друг от друга, к примеру, внутренним устройством, способом размещения листа, применением, способом управления. Системой ЧПУ обеспечивается автоматический контроль необходимых параметров, таких как, угла наклона резака, мощности напряжения на выходе и пр.

 

 

Конструкция

 

 Основные элементы станка для плазменной резки с ЧПУ

Рис. 1 – Основные элементы станка для плазменной резки с ЧПУ

 

Главными конструктивными элементами являются:

 

1. Рабочий стол, или рама

 

 

Он изготовлен из секционных отделений, размеры которых могут отличаться друг от друга. В современной металлообработке чаще всего применяются столы с размерами отделений 50х50 см. Процесс обработки заготовки возможен на одной и более частях. Конструкция стола разработана так, чтобы избавление от отходов во время работы не затрудняло процесс работы. В нижней его части расположена система удаления дыма и частиц материала. Если длина стола превышает 2,5 м, то применяется 2-х сторонняя система удаления дыма.

 

В дополнение, станок оснащён устройством, способным обнаружить металлическую пыль во время работы станок - пылезащитная пневматика.

 

 

2. Система ЧПУ

 

Система характеризуется удобством интерфейса, диагональю монитора (15-19 дюймов), ПО.

Благодаря программе, детали на столе располагаются оптимально, так же легко рассчитываются определенные параметры, к примеру такие как, расчет времени на обработку детали, количество деталей и др. Программа оснащена повышенной точностью перевода на русский.

 

 

3. Плазмотрон с механизмом подачи газа

 

Плазмотрон состоит из сопла, электрода, охладителя (изолятора) канала подачи сжатого воздуха.

 

Выбор плазмотрона обусловлен рядом некоторых факторов, перечисленных ниже:

 

1. Вид плазмообразующего газа. Применение воздуха является экончически выгодным, но для более качественного реза заготовок из стали, алюминия и меди применяют кислород. Так же, возможно, применение аргона или смесь водорода и азота.

 

2. Вид охлаждающего газа. Чаще всего используется применение газа, но так же, возможно, использование углекислого газа, но это встречается гораздо реже.

 

3. Точность. При резке металла достигается достаточно высокая точность, что не требуется последующая механообработки детали. Это значительно сокращает процесс ее изготовления.

 

4. Скорость резки.

 

5. Род тока. Работа промышленного оборудования на постоянном токе преобладает, чем на переменном токе.

 

4. Система ТНС

 

Это система контроля высоты горелки для поднятия и опускания плазмотрона при раскрое. Работоспособность этой составляющей зависит от напряжения дуги. Контроль осуществляется датчиками.

 

 

Классификация

 

1. Конструкция. Существует два вида – стационарная и передвижная. Обратим внимание на передвижную установку, которая имеет небольшие габаритные размеры. Её можно устанавливать на предприятиях, где площадь не позволяет использование стационнарных станков. Не смотря на маленькие габариты станка, мощность и производительность такого вида станков остается неизменной.

 

2. Способ размещения заготовки:

- портальный станок – заготовка расположена в устройстве так, что не происходит скольжения и перекоса металла, а так же обеспечивается наиболее точный рез. Существует разновидность станков, у которых встроено устройство блокирования, оно останавливает работу станка при возникновении различного рода неполадок;

 

- консольный станок – у такого типа станка нет рабочего стола, перемещение резака обеспечивается при помощи специальных линейных направляющих. Благодаря своей конструкции, станок такого типа может обрабатывать любой вид заготовки, при помощи специальных программ;

 

 Станок консольного типа

Рис. 2 – Станок консольного типа

 

- шарнирные станки – они предназначены только для резки в вертикальном положении.

 

3. Тип обрабатываемой заготовки:

 

- металлопрокат;

 

- трубы.

 

4. Количество одновременно обрабатываемых листов:

 

- один лист;

 

- несколько листов.

 

5. По виду контакта

- контактные станки – станки такого типа требует соприкосновение плазмы с поверхностью металла и допустимая толщина реза не более 1,8 см;

- бесконтактные – станки, у которых толщина реза превышает 1,8 см.

  

 

Принцип работы

 

 

В первую очередь, разрабатывается чертеж и создается программа. Далее на станок подается сигнал и он активируется, после того, как будет нажата кнопка «Включение». После включения станка, на плазмотрон начинает поступать ток и, таким образом, образуется рабочая дуга. Ее температура постепенно достигает 20000-30000оС, благодаря этому она способна резать любые металлы.

 

Образуется давление, посредством которого в камеру поступает воздух. Под действием температуры происходит его нагрев и ионизация, тем самым он начинает функционировать как токопроводник.

В сопле воздух преобразуется в плазму и подается на поверхность заготовки. Когда плазма и поверхность соединяются, дуга рабочего инструмента возбуждается и начинает плавить металл, благодаря чему выполняется плазморезка. Траектория инструмента задается заранее составленной программой.

 

 

Преимущества и недостатки

 

 

Станок для плазменной резки металла с ЧПУ обладает рядом преимуществ:

 

- повышенная точность раскроя металлических листов достаточно сложной формы;

 

- большая востребованность на рынке благодаря тому, что плазморез затрачивает небольшое количество электроэнергии и не требуется затраты на дополнительное оснащение;

 

- благодаря высокой производительности, такие станки применяются в массовом производстве;

 

- простота в использовании;

 

- не нуждается в механической обработке торцев уже раскроенных заготовок, т.к. станок обеспечивает высокую чистоту среза;

 

- станок способен разрезать листы всех металлов, диапазон толщин листов от 0,5 до 150 мм.

 

 

Недостатки у такого вида станков практически отсутствуют. Пожалуй единственным недостатком является то, что на нём невозможно раскроить высокоуглеростые стали и титан толщиной более 100 мм.

 

 

Применение

 

Чаще всего применяется для вырезки отверстий и деталей непростой формы, а так же изделий, которые не требуют механической обработки уже готовой детали. Так же применяют для обработки соединяемых кромок под сварку, при резке труб и различных профилей. Используют при прожигании отверстий, плавке, нанесения рисунка, поверхностной обточке и строгании, и др.

 

Устройства для плазменной резки с легкостью могут служить заменой болгарки, ножовочного полотна, токарного резца, паяльной лампы, термофена, газовой горелки, сварочного инвектора, лазерного резака и пр.

 

Станки плазменной резки применяются при разрезки меди, алюминия, титана и их сплавов.

 

Экономически выгодно применение таких станков при обработки заготовок из:

- чугуна – толщина листа до 90 мм;

 

- углеродистых и легированных сталей – толщина листа до 50 мм;

 

- меди и ее сплавов – толщина листа до 80 мм;

 

- алюминия и его сплавов – толщина до 120 мм.

 

 

 

Экономическая оценка выбора станков плазменной резки

 

В промышленном производстве станки для плазменной резки с ЧПУ являются самым экономичным способом по раскрою металла. Это обуславливается тем, что цены на расходный материал, к примеру на лазерную и гидроабразивную резку, очень высоки. Связано это с тем, что спрос на раскрой листового металла очень востребован.

 

 

Станки-представители для плазменной резки

 

1. Установка PlasmaCut изготовляется компанией Юниконт СПб. Потребителями таких установок являются малые и средние производственные предприятия. Их особенность состоит в том, что лазерная резка по сравнению с такими установками уступает им в скорости и толщине срезаемого металла.

Источником в такой установке служит Hyperthem, так же установлено устройство которое отслеживает высоту резака по напряжению дуги FOCUT.

 

 PlasmaCut/ «Юниконт СПб»

а)

 

 

 

консольные уставноки серии CONSOLE/ «Юниконт СПб»

б)

 

 

 

портальные установки серии STANDARD/ «Юниконт СПб»

в)

 

Рис. 3 (а) – PlasmaCut/ «Юниконт СПб», ООО; (б) – консольные уставноки серии CONSOLE/ «Юниконт СПб», ООО; (в) – портальные установки серии STANDARD/ ООО «Юниконт СПб» 



 

Таблица 1 – Технических характеристики

Рабочий диапазон

 

Максимальная нагрузка на стол

до 1000 кг

Точность позиционирования по осям X, Y, Z

±0,1 мм/м

Повторяемость позиционирования по осям X, Y, Z

±0,05 мм

Скорость и ускорение

 

Векторное ускорение по осям Х и Y

до 0,3g

Скорость быстрых перемещений по осям X, Y, Z

до 30 м/мин

Линейные оси

 

Ось X

Шаговый двигатель, прецизионная ШВП

Ось Y

Шаговый двигатель, прецизионная ШВП

Ось Z

Шаговый привод с энкодером с дополнительной обратной связью по слежению. Прецизионная ШВП

 

 

2. Станок IGNIS (Россия), существует несколько модификаций данной модели – IGNIS2500, IGNIS3000 и IGNIS6000. Они отличаются друг от друга габаритными размерами, по мощности плазмообразующего источника, а так же весом.

 

 

Таблица 2 – Технические характеристики

Модель

IGNIS 2500

IGNIS 3000

IGNIS 6000

Размер рабочей зоны, мм

1250х2500

1500х3000

2000х6000

Габаритные размеры, мм

2340х3000х880

2340х3600х880

2740х6600х880

Вес, кг

1500

2500

5000

Мощность источника плазмы, А

85

125

400

Толщина металла, мм

28

48

200



 Станок IGNIS6000

Рис. 4 - Станок IGNIS6000

 

 

3. Система плазменной резки HyperthermPowermax является портативной системой ручной или автоматической резки. Благодаря особенностям и характеристикам, применение такой системы для ручной резки, так же можно устанавливать на машины термической резки металла.

 

Таблица 3 – Технические характеристики

Модель

Страна производитель

Толщина металла, мм

Комплектация

Powermax 30 ХP

CША

До 16

Ручная горелка

Powermax 30 AIR

CША

До 16

Ручная горелка, встроенный компрессор

Powermax 45 ХP

CША

До 22

Источник тока

Powermax 65

CША

До 38

Источник тока

Powermax 105

CША

До 50

Источник тока

Powermax 125

CША

До 57

Источник тока

MAXPRO 200

CША

75

Источник тока

 

 

4. Plasmabox - это модуль, благодаря своим небольшим габаритным размерам он удобен и универсален в использовании. Обеспечивается интеграция с уже существующими и разрабатываемыми производственными процессами. Настроена быстрая связь с системами управления.

 

 Plasmabox

Рис. 5 - Plasmabox

 

 Технология этого модуля самая современная. Корпус изготовлен из прочного металла по стандарту IP54, что защищает все элементы генератора плазмы. В модуль установлен вентилятор, который обеспечивает охлаждения элементов генератора в процессе работы.

Струя газа контролируется расходомером Festo, который встроен в корпус, и калиброван регулирующим клапаном.

 

 Расходомер Festo и сопла системы охлаждения Rittal

Рис. 6 – Расходомер Festo и сопла системы охлаждения Rittal

 

Источником питания служит PS2000, все его кабели выведены наружу. Благодаря 10-метровому высоковольтному кабелю, сам модуль можно установить вдали от рабочей зоны. Применение CAN-шины позволяет работать с такими системами управления, как Beckhoff, Siemens, Wago, EATON и пр. Это возможно из-за того, что датчики и контроллеры массового расхода работают по одному стандарту.

CAN-узел обеспечивает управление до 127 единицами оборудования. За счет этого выполняется настройка массового расхода воздуха и смесей газов. Для работы с большей мощностью, в корпус модуля устанавливается второй источник.

 

 PlasmaBox 1.5

Рис. 7 – PlasmaBox 1.5

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 43 раз Последнее изменение Вторник, 04 Декабрь 2018 05:52
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии