Гидроабразивный станок с ЧПУ портального типа.
Схема установки гидроабразивной резки. 1 - вода под высоким давлением, 2 - сопло, 3 - абразив, 4 - смеситель, 5 – защитный кожух, 6 - режущая струя, 7 - обрабатываемый материал.
Принцип работы
Водопроводная вода очищается от примесей. После этого воду подают в насос, где сжимают ее под давлением 4 000 бар и подают в сопло режущей головки. Режущая головка закреплена на опоре, которая перемещается вперед и назад по рабочему столу. Когда клапан открыт, поток воды вытягивается из сопла, диаметр которого составляет Ø 0,10-0,5 мм. В этом случае его скорость достигает 900 м /с. Смеситель для смешивания абразива, куда поставляется абразивная ткань, находиться немного ниже сопла. Вода смешивается с абразивом и ускоряет его частицы до 250 м/с на длине 7-10 см. Смесь с очень большой скоростью вступает в контакт с обрабатываемым материалом, закреплённым на рабочей плоскости и разрезает его. Смесь воды, абразива и мелких частиц разрезаемого материала оседает под рабочим столом на дне ванны.
Ванна перед началом работы должна быть заполнена водой, для эффективного гашения потока. Если используется устройство системы удаления осадка, то ванна механически очищается, и поэтому оборудование может работать беспрерывно. При очищении вручную, станок нужно выключать на 1-2дня. Все механизмы установки контролируются узлом ЧПУ, который контролирует насос, открывает и закрывает водяной и абразивный клапаны, а также отвечает за перемещение опоры и режущих головок. Процесс струйной резки абсолютно пожара - и взрывобезопасный.
Области применения
Ракетостроение и самолетостроение - где требуется обработка углеродного волокна титановых сплавов и жаропрочных сплавов. Все области строительства. Гидроабразивные машины используются для резки железобетонных плит, камней, твердой напольной глины и фарфоровой плитки; для создания мозаики, уникальных панелей, инкрустаций из натурального гранита и мрамора. Обычная и фигурная резка камней природного и искусственного происхождения.
Резка стекла - усиленного, композитного и плексигласового. Деревообработка - структурная или художественная резка твердых пород дерева (например, дуб) ДСП панели или ламинит. Резка различных пластмасс - создание сложных форм и компонентов. Инструментальное производство – изготовление деталей требующих высокой точности для станков и производственного оборудования. Пищевая и легкая промышленность - резка замороженных брикетов и упругих материалов может производиться только водой и без абразивных материалов.
Типы гидроабразивных станков
Гидроабразивные станки делятся на 2 типа:
Портальный. Опора с режущими головками крепится на рабочий стол с двух сторон. Площадь стола превышает 25 кв.м. (5,0 Х 5,0 м).
Консольный. Опора устанавливается с одной стороны. Из-за ограничения стола по его длине площадь рабочего зоны не превышает 10 кв. М (2,0 Х 5,0 м)
Комплектующие
Основные комплектующие гидроабразивного станка:
Ванна станка
Несущие части станка выполнены из сталей не подвергающихся коррозии и могут легко быть поменяны в случае их поломки и выхода из строя. Для базирования, обрабатываемого материала, на несущие опоры закрепляют быстросъемные ребра, это дает возможность максимально защищать детали станка от воздействия гидроабразива.
Для защиты от образующейся пыли и шума в рабочей зоне, ванна станка оборудована системой быстрого наполнения и удаления воды, что позволяет выполнять резание материала, полностью погружённого в воду. Пыль которая образуется в результате работы станка, оседает в жидкости, при этом уровень шума при резании составляет не более 70 Дб.
Система приводов станка
Станок оснащен консольной конструкцией с приводом ременного типа для перемещения осей. Привод ременных передач прост в эксплуатации, легко заменяется при поломки и идеально приспособлен для обработки на станках гидроабразивной резки, так как устойчив к воздействию абразивного материала на подвижные части привода.
Для увеличения точности перемещения режущей головки на станок устанавливают линейные индуктивные датчики, что позволят достичь точности позиционирования ±0,001 мм. Перемещение происходит по направляющим линейного типа, что позволяет обеспечить высокую точность позиционирования, плавность хода и сокращение времени на перемещения.
Насос высокого давления
Одним из главных узлов гидроабразивной резки выступает насос высокого давления.
Система ЧПУ
Органом управления станка является система с числовым программным управлением.
Выносной пульт с маховиком
Для работы на станке удобным является использование маховика и выносного пульта. Это устройство позволяет выполнять поправку или настройку, максимально качественно и быстро.
Бак с абразивом
Устройство бака позволяет пополнять абразив даже во время работы гидроабразивного оборудования, что позволяет значительно сэкономить время.
Бак оснащен датчиками уровнем используемого материала.
Аппарат контролирования постоянного зазора струи резки
Этот аппарат при помощи специального датчика контролирует оптимальное расстояние между обрабатываемым материалом и соплом, в результате этого получается наиболее качественный рез и не позволяет столкнуться подающему смесь соплу с материалом, тот который мы обрабатываем.
Поворотная голова
Угол поворота головы позволяет поворачивать в 2-х плоскостях с наибольшим углом наклона до 65 градусов, что практически позволяет выполнить снятие фаски, изогнутую плоскость, и для компенсации конуса во время обработки. При обработке сложных плоскостей машина работает с 5-ю координатами.
Система сканирования материала
В процессе обработки деталей на станках гидроабразивной резки появляется проблема, связанная с неровной поверхностью обрабатываемого материала.
Для устранения этой проблемы, на оборудование возможна установка лазерной или ультразвуковой системы сканирования материала. Данная система производит сканирование материала перед обработкой с определенным интервалом, что предоставляет возможность поддерживать заданный зазор в процессе обработки материала и помогает обеспечить высокую точность обработки. При изготовлении маленьких деталей возможно сканирование только точек вреза.
Датчик контроля количества абразива
Контрольный датчик подачи абразива позволяет выполнить проверку подаваемого абразивного материала и количество во время обработки, что предполагает произвести рез без постоянного присутствия рабочего у станка, и даже остановить процесс обработки в результате попадания в режущую головку посторонних предметов или материалов, таких как остатки материала мешка или иной фракции. Спектр возможных значений задается оператором со стойки ЧПУ и в процессе обработки может быть изменён.
Устройство удаления абразива
На ГАО возможна установка системы для удаления отработанного материала и абразивных частиц, которая состоящая из насоса и бака отстойника. Характерной особенностью этой системы является использование мембранного насоса, который максимально прост в обслуживании и подходит для работы в агрессивной среде. Для простоты работы емкость для использованного абразива оснащена быстросъёмными разъёмами для присоединения шлангов и приспособлена для перемещения краном, тельфером или погрузчиком.
Устройство загрузки материала
Гидроабразивные оборудования оснащаются различными приспособлениями для загрузки обрабатываемого материала. Чаще всего применяются кран-балки с тельферами, с механическими или вакуумными захватами; гидравлические и пневматические подъёмные механизмы с регулируемыми рычагами, поддерживающими материал в наиболее важных точках.
Функции гидроабразивных станков
Основной целью использования оборудования является высококачественная резка материалов, составление сложных контуров или художественных узоров.
Гидроабразивные машины нового поколения могут: разрезать при скорости до 15 м / мин., на угол до 90 градусов поворачивать режущий инструмент, поддерживает высоту режущей головки, подавать воду и контролировать скорость ее движения, работать в 4 раза быстрее из-за одновременной установки четырех независимых головок, компенсировать отставания потока и конуса при резке, и получения высокого результата, при обработки материала создавать фаску, абсолютно точно распределят абразив, выполнять работу с пультом дистанционного управления, при аварийном выключении электроэнергии заканчивать операцию, выполнение загруженной программы и быстро переключаться при изменении режима, контролировать цену реза.
Достоинства гидроабразивных станков
Действенная работа со всеми материалами: непроницаемыми, хрупкими, вязкими, композитными, недоступность в зоне реза больших температур (максимум — 90ºС), вследствие этого сберегается конструкция материала, меньше отходов производства из-за точности раскроя при узкой части реза (всего 1 мм),кромка готового изделия гладкая, не нуждается в дальнейшей обработке, толщина разрезаемого листа достигает от 150 до 300 мм, не появляется пыль и ядовитые соединения, вредные для самочувствия человека, для увеличения производительности, возможно, резать сразу несколько листов в пачке, невысокое напряжение резания разрешает обойтись без зажима обрабатываемого листа, высочайшая скорость резки, быстрая по времени перенастройка оснащения под новую деталь.
Недостатки станков для гидроабразивной резки
Относительно низкая скорость резания узкой стали, необходимость повторной периодической замены шлангов, режущей головки и других устройств, самая высокая стоимость расходных материалов - гранатовый песок, угроза коррозионного процесса с помощью металла и воды.
