Cắt plasma bằng rô bốt tích hợp không chỉ cần một ngọn đuốc được gắn vào phần cuối của cánh tay rô bốt.
Các nhà chế tạo kim loại trong toàn ngành - trong nhà xưởng, máy móc hạng nặng, đóng tàu và kết cấu thép - cố gắng đáp ứng yêu cầu giao hàng khắt khe đồng thời vượt quá yêu cầu chất lượng. không dễ.
Nhiều vấn đề trong số này có thể bắt nguồn từ các quy trình thủ công vẫn còn phổ biến trong ngành công nghiệp, đặc biệt là khi sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp như nắp thùng chứa công nghiệp, các cấu kiện thép kết cấu cong, và đường ống và ống. thời gian gia công để đánh dấu thủ công, kiểm soát chất lượng và chuyển đổi, khi thời gian cắt thực tế (thường với máy cắt oxyfuel hoặc plasma cầm tay) chỉ là 10 đến 20 phần trăm.
Ngoài thời gian tiêu tốn của các quy trình thủ công như vậy, nhiều vết cắt này được thực hiện xung quanh vị trí tính năng, kích thước hoặc dung sai sai, đòi hỏi các hoạt động thứ cấp rộng rãi như mài và làm lại, hoặc tệ hơn, các vật liệu cần được loại bỏ. chiếm tới 40% tổng thời gian xử lý công việc có giá trị thấp và lãng phí này.
Tất cả những điều này đã dẫn đến sự thúc đẩy ngành công nghiệp hướng tới tự động hóa. 5 người sẽ mất 6 giờ giờ có thể thực hiện được chỉ trong 18 phút bằng robot.
Mặc dù những lợi ích mang lại là rõ ràng, nhưng việc thực hiện cắt plasma bằng robot đòi hỏi nhiều thứ hơn là chỉ mua một robot và một ngọn đuốc plasma. một nhà tích hợp hệ thống được nhà sản xuất đào tạo hiểu và nắm rõ công nghệ plasma cũng như các thành phần và quy trình hệ thống cần thiết để đảm bảo tất cả các yêu cầu đều được tích hợp vào thiết kế pin.
Ngoài ra, hãy xem xét phần mềm, được cho là một trong những thành phần quan trọng nhất của bất kỳ hệ thống cắt plasma robot nào. mất rất nhiều thời gian để robot thích ứng với cắt plasma và dạy đường cắt, bạn chỉ đang lãng phí rất nhiều tiền.
Mặc dù phần mềm mô phỏng rô bốt là phổ biến, nhưng tế bào cắt plasma rô bốt hiệu quả sử dụng phần mềm lập trình rô bốt ngoại tuyến sẽ tự động thực hiện lập trình đường đi của rô bốt, xác định và bù đắp cho các va chạm và tích hợp kiến thức quy trình cắt plasma. , việc tự động hóa ngay cả những ứng dụng cắt plasma bằng robot phức tạp nhất trở nên dễ dàng hơn nhiều.
Áp dụng hình học ngọn đuốc được sử dụng trong ứng dụng XY điển hình (xem Hình 1) để cắt các hình dạng đa trục phức tạp yêu cầu hình dạng mỏ hàn độc đáo. Áp dụng hình học mỏ hàn được sử dụng trong ứng dụng XY điển hình (xem Hình 1) cho một hình dạng phức tạp, chẳng hạn như đầu bình chịu áp lực cong, và bạn sẽ tăng khả năng xảy ra va chạm. Vì lý do này, các ngọn đuốc có góc nhọn (với thiết kế “nhọn”) phù hợp hơn để cắt hình dạng rô bốt.
Không thể tránh được tất cả các loại va chạm chỉ với đèn pin có góc nhọn, chương trình bộ phận cũng phải có các thay đổi đối với chiều cao cắt (nghĩa là đầu mỏ hàn phải có khe hở với phôi) để tránh va chạm (xem Hình 2).
Trong quá trình cắt, khí plasma chảy xuống thân đèn khò theo hướng xoáy tới đầu ngọn đuốc, chuyển động quay này cho phép lực ly tâm kéo các hạt nặng ra khỏi cột khí đến ngoại vi của lỗ vòi phun và bảo vệ cụm mỏ hàn khỏi Dòng chảy của các electron nóng. Nhiệt độ của plasma gần 20.000 độ C, trong khi các bộ phận bằng đồng của ngọn đuốc nóng chảy ở 1.100 độ C. Vật liệu tiêu thụ cần được bảo vệ và một lớp cách điện gồm các hạt nặng sẽ bảo vệ.
Hình 1. Thân mỏ hàn tiêu chuẩn được thiết kế để cắt kim loại tấm. Việc sử dụng cùng một mỏ hàn trong một ứng dụng nhiều trục sẽ làm tăng nguy cơ va chạm với phôi.
Vòng xoáy làm cho một bên của vết cắt nóng hơn bên kia. Kỹ sư quá trình làm việc chăm chỉ để tối ưu hóa mặt tốt của vết cắt và giả định rằng mặt xấu (bên trái) sẽ là mảnh vụn (xem Hình 3).
Các tính năng bên trong cần được cắt theo hướng ngược chiều kim đồng hồ, với mặt nóng của plasma cắt sạch ở phía bên phải (mặt cạnh của bộ phận). Thay vào đó, chu vi của bộ phận cần được cắt theo chiều kim đồng hồ. ngọn đuốc cắt sai hướng, nó có thể tạo ra một độ côn lớn trong biên dạng cắt và tăng vết cắt trên cạnh của bộ phận.
Lưu ý rằng hầu hết các bàn cắt bảng plasma đều có thông tin về quy trình được tích hợp trong bộ điều khiển liên quan đến hướng của đường cắt vòng cung. vì vậy điều quan trọng là phải có phần mềm lập trình robot ngoại tuyến với kiến thức về quá trình nhúng plasma.
Chuyển động của ngọn đuốc được sử dụng để đâm xuyên kim loại có ảnh hưởng trực tiếp đến vật tư tiêu hao cắt plasma. Nếu ngọn đuốc plasma xuyên qua tấm ở độ cao cắt (quá gần với phôi), độ giật của kim loại nóng chảy có thể nhanh chóng làm hỏng tấm chắn và vòi phun. chất lượng cắt kém và giảm tuổi thọ vật tư tiêu hao.
Một lần nữa, điều này hiếm khi xảy ra trong các ứng dụng cắt kim loại tấm với giàn khoan, vì trình độ chuyên môn cao của ngọn đuốc đã được tích hợp sẵn trong bộ điều khiển. .
Đầu tiên, mỏ hàn thực hiện quy trình cảm biến độ cao, thường sử dụng tín hiệu ohmic để phát hiện bề mặt phôi. tới phôi. Khi hồ quang plasma được truyền đi, nó có thể nóng lên hoàn toàn. Tại thời điểm này, ngọn đuốc di chuyển đến độ cao xuyên qua, khoảng cách an toàn hơn từ phôi và xa hơn so với phản xạ của vật liệu nóng chảy. Khoảng cách cho đến khi hồ quang plasma xuyên qua tấm hoàn toàn.
Một lần nữa, tất cả sự thông minh này thường được tích hợp trong bộ điều khiển plasma được sử dụng để cắt tấm, không phải bộ điều khiển robot. Cắt robot cũng có một lớp phức tạp khác. có thể không theo hướng tốt nhất cho độ dày của phôi và vật liệu. đặt sai hướng có thể đặt cụm mỏ hàn quá gần với bề mặt phôi, làm cho nó chảy ngược lại và gây ra hỏng hóc sớm (xem Hình 5).
Hãy xem xét một ứng dụng cắt plasma bằng rô-bốt liên quan đến việc uốn cong phần đầu của bình chịu áp lực. Tương tự như cắt tấm, mỏ hàn rô-bốt phải được đặt vuông góc với bề mặt vật liệu để đảm bảo mặt cắt mỏng nhất có thể làm thủng. , nó sử dụng cảm biến độ cao cho đến khi tìm thấy bề mặt tàu, sau đó rút lại dọc theo trục của ngọn đuốc để chuyển chiều cao. .
Khi hết thời gian trễ xuyên, mỏ hàn được hạ xuống chiều cao cắt, khi xử lý đường viền, mỏ hàn được xoay đồng thời hoặc theo từng bước theo hướng cắt mong muốn. Tại thời điểm này, trình tự cắt bắt đầu.
Điều này có nghĩa là bất kỳ ai dạy rô bốt di chuyển hay bất kỳ ai khác đều phải có một trình độ chuyên môn nhất định, cho dù hiểu chuyển động của rô bốt hay gia công. yêu cầu của cắt plasma.
Mặc dù việc dạy mặt dây chuyền đã phát triển, nhưng một số nhiệm vụ vốn dĩ không phù hợp để dạy lập trình mặt dây chuyền — đặc biệt là các nhiệm vụ liên quan đến một số lượng lớn các bộ phận hỗn hợp có khối lượng thấp. ngày cho các bộ phận phức tạp.
Phần mềm lập trình robot ngoại tuyến được thiết kế với mô-đun cắt plasma sẽ nhúng chuyên môn này vào (xem Hình 7), bao gồm hướng cắt bằng khí plasma, cảm biến độ cao ban đầu, giải trình tự đâm xuyên và tối ưu hóa tốc độ cắt cho các quy trình mỏ hàn và plasma.
Hình 2. Các ngọn đuốc nhọn (“nhọn”) phù hợp hơn để cắt plasma bằng robot.
Phần mềm cung cấp kiến thức chuyên môn về rô bốt cần thiết để lập trình các hệ thống được xác định quá mức.giới hạn chung;quá mức;cuộn qua cổ tay;phát hiện va chạm;trục bên ngoài;và tối ưu hóa đường chạy dao. Đầu tiên, lập trình viên nhập tệp CAD của chi tiết đã hoàn thiện vào phần mềm lập trình robot ngoại tuyến, sau đó xác định cạnh sẽ cắt, cùng với điểm xuyên và các tham số khác, có tính đến các ràng buộc về va chạm và phạm vi.
Một số phiên bản mới nhất của phần mềm robot ngoại tuyến sử dụng cái gọi là lập trình ngoại tuyến dựa trên tác vụ. Phương pháp này cho phép các lập trình viên tự động tạo các đường cắt và chọn nhiều cấu hình cùng một lúc. , sau đó chọn thay đổi điểm bắt đầu và điểm kết thúc, cũng như hướng và độ nghiêng của ngọn đuốc plasma. Lập trình thường bắt đầu (không phụ thuộc vào thương hiệu của cánh tay robot hoặc hệ thống plasma) và tiến hành đưa vào một mô hình robot cụ thể.
Mô phỏng kết quả có thể tính đến mọi thứ trong tế bào robot, bao gồm các yếu tố như rào cản an toàn, đồ đạc và đèn pin plasma. một mô phỏng có thể cho thấy sự cố va chạm giữa hai vết cắt khác nhau ở đầu bình chịu áp lực. Mỗi vết rạch ở độ cao khác nhau dọc theo đường viền của đầu, do đó chuyển động nhanh giữa các vết rạch phải tính đến độ hở cần thiết — một chi tiết nhỏ, giải quyết trước khi công việc đạt đến tầng, giúp loại bỏ các cơn đau đầu và lãng phí.
Tình trạng thiếu lao động liên tục và nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng đã thúc đẩy nhiều nhà sản xuất chuyển sang cắt plasma bằng robot. dẫn đến thất vọng.
Tích hợp kiến thức cắt plasma ngay từ đầu và mọi thứ sẽ thay đổi. Khi đi theo con đường tự động hóa này, các nhà sản xuất sẽ gặt hái được phần thưởng.
Bài báo này dựa trên “Những tiến bộ trong cắt Plasma bằng robot 3D” được trình bày tại hội nghị FABTECH năm 2021.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu của ngành công nghiệp chế tạo và tạo hình kim loại ở Bắc Mỹ, tạp chí cung cấp tin tức, bài báo kỹ thuật và lịch sử trường hợp cho phép các nhà sản xuất thực hiện công việc của họ hiệu quả hơn. FABRICATOR đã phục vụ ngành công nghiệp này từ năm 1970.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào ấn bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Ấn bản kỹ thuật số của Tạp chí Tube & Pipe hiện có thể truy cập đầy đủ, giúp bạn dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào ấn bản kỹ thuật số của STAMPING Journal, nơi cung cấp các tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào ấn bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên có giá trị trong ngành.
Thời gian đăng: 25-5-2022
