Prerja e integruar robotike me plazmë kërkon më shumë sesa vetëm një pishtar të lidhur në fund të krahut robotik. Njohuria e procesit të prerjes me plazmë është çelësi. thesar
Prodhuesit e metaleve në të gjithë industrinë - në punishte, makineri të rënda, ndërtim anijesh dhe çelik strukturor - përpiqen të përmbushin pritjet e larta të dorëzimit, duke tejkaluar kërkesat e cilësisë. Ata kërkojnë vazhdimisht të ulin kostot, ndërkohë që përballen me problemin gjithnjë të pranishëm të mbajtjes së fuqisë punëtore të kualifikuar. Biznesi nuk është i lehtë.
Shumë nga këto probleme mund të gjurmohen te proceset manuale që janë ende të përhapura në industri, veçanërisht kur prodhohen produkte me forma komplekse, siç janë kapakët e enëve industriale, përbërësit e çelikut strukturor të lakuar dhe tubat dhe tubacionet. Shumë prodhues i kushtojnë 25 deri në 50 përqind të kohës së tyre të përpunimit për shënimin manual, kontrollin e cilësisë dhe konvertimin, kur koha aktuale e prerjes (zakonisht me një prerës dore me oksigjen ose plazmë) është vetëm 10 deri në 20 përqind.
Përveç kohës së konsumuar nga procese të tilla manuale, shumë nga këto prerje bëhen rreth vendndodhjeve, dimensioneve ose tolerancave të gabuara të karakteristikave, duke kërkuar operacione të gjera dytësore, të tilla si bluarja dhe ripërpunimi, ose më keq, materiale që duhet të skrapohen. Shumë dyqane i kushtojnë deri në 40% të kohës së tyre totale të përpunimit kësaj pune dhe mbeturinash me vlerë të ulët.
E gjithë kjo ka çuar në një shtytje të industrisë drejt automatizimit. Një punishte që automatizon operacionet e prerjes manuale me pishtar për pjesë komplekse shumëaksore zbatoi një qelizë robotike prerëse plazme dhe, siç pritej, pati përfitime të mëdha. Ky operacion eliminon paraqitjen manuale dhe një punë që do t'u merrte 5 personave e 6 orë tani mund të bëhet vetëm në 18 minuta duke përdorur një robot.
Ndërsa përfitimet janë të dukshme, zbatimi i prerjes robotike me plazmë kërkon më shumë sesa thjesht blerjen e një roboti dhe një pishtari plazme. Nëse po mendoni për prerjen robotike me plazmë, sigurohuni që të ndiqni një qasje holistike dhe të shikoni të gjithë rrjedhën e vlerës. Përveç kësaj, punoni me një integrues sistemi të trajnuar nga prodhuesi, i cili e kupton dhe e kupton teknologjinë e plazmës dhe përbërësit dhe proceset e sistemit të kërkuara për të siguruar që të gjitha kërkesat të integrohen në projektimin e baterisë.
Gjithashtu, merrni në konsideratë softuerin, i cili është padyshim një nga komponentët më të rëndësishëm të çdo sistemi robotik të prerjes me plazmë. Nëse keni investuar në një sistem dhe softueri është ose i vështirë për t’u përdorur, ose kërkon shumë ekspertizë për ta përdorur, ose nëse e shihni se duhet shumë kohë për ta përshtatur robotin me prerjen me plazmë dhe për të mësuar rrugën e prerjes, thjesht po shpenzoni shumë para.
Ndërsa softueri i simulimit robotik është i zakonshëm, qelizat efektive robotike të prerjes së plazmës përdorin softuer programimi robotik jashtë linje që do të kryejë automatikisht programimin e shtegut të robotit, do të identifikojë dhe kompensojë përplasjet dhe do të integrojë njohuritë e procesit të prerjes së plazmës. Përfshirja e njohurive të thella të procesit të plazmës është çelësi. Me softuer të tillë, automatizimi edhe i aplikacioneve më komplekse të prerjes robotike të plazmës bëhet shumë më i lehtë.
Prerja me plazmë e formave komplekse shumë-aksore kërkon gjeometri unike të pishtarit. Zbatoni gjeometrinë e pishtarit të përdorur në një aplikim tipik XY (shih Figurën 1) në një formë komplekse, siç është koka e një ene nën presion të lakuar, dhe do të rrisni mundësinë e përplasjeve. Për këtë arsye, pishtarët me kënd të mprehtë (me një dizajn "të mprehtë") janë më të përshtatshëm për prerjen robotike të formave.
Të gjitha llojet e përplasjeve nuk mund të shmangen vetëm me një elektrik dore me kënd të mprehtë. Programi i pjesës duhet të përmbajë gjithashtu ndryshime në lartësinë e prerjes (domethënë, maja e elektrikut duhet të ketë hapësirë nga pjesa e punës) për të shmangur përplasjet (shih Figurën 2).
Gjatë procesit të prerjes, gazi plazmatik rrjedh poshtë trupit të pishtarit në një drejtim vorbulle drejt majës së pishtarit. Ky veprim rrotullues lejon që forca centrifugale të tërheqë grimcat e rënda nga kolona e gazit në periferi të vrimës së grykës dhe mbron montimin e pishtarit nga rrjedha e elektroneve të nxehta. Temperatura e plazmës është afër 20,000 gradë Celsius, ndërsa pjesët e bakrit të pishtarit shkrihen në 1,100 gradë Celsius. Materialet e konsumueshme kanë nevojë për mbrojtje, dhe një shtresë izoluese e grimcave të rënda siguron mbrojtje.
Figura 1. Trupat standardë të pishtarit janë projektuar për prerjen e fletëve metalike. Përdorimi i të njëjtit pishtar në një aplikim me shumë boshte rrit mundësinë e përplasjeve me pjesën e punës.
Vorbulla e bën njërën anë të prerjes më të nxehtë se tjetrën. Pishtarët me gaz që rrotullohet në drejtim të akrepave të orës zakonisht e vendosin anën e nxehtë të prerjes në anën e djathtë të harkut (kur shihet nga lart në drejtim të prerjes). Kjo do të thotë që inxhinieri i procesit punon shumë për të optimizuar anën e mirë të prerjes dhe supozon se ana e keqe (majtas) do të jetë skrap (shih Figurën 3).
Karakteristikat e brendshme duhet të priten në drejtim të kundërt me akrepat e orës, me anën e nxehtë të plazmës që bën një prerje të pastër në anën e djathtë (ana e skajit të pjesës). Në vend të kësaj, perimetri i pjesës duhet të pritet në drejtim të akrepave të orës. Nëse pishtari pret në drejtimin e gabuar, ai mund të krijojë një konik të madh në profilin e prerjes dhe të rrisë skorjen në skajin e pjesës. Në thelb, po bëni "prerje të mira" në skrap.
Vini re se shumica e tavolinave të prerjes së paneleve plazma kanë inteligjencë procesi të integruar në kontrollues në lidhje me drejtimin e prerjes së harkut. Por në fushën e robotikës, këto detaje nuk janë domosdoshmërisht të njohura ose të kuptuara, dhe ato nuk janë ende të integruara në një kontrollues tipik roboti - kështu që është e rëndësishme të keni një softuer programimi robotësh jashtë linje me njohuri të procesit të plazmës së integruar.
Lëvizja e pishtarit të përdorur për të shpuar metalin ka një efekt të drejtpërdrejtë në materialet harxhuese të prerjes me plazmë. Nëse pishtari i plazmës shpon fletën në lartësinë e prerjes (shumë afër pjesës së punës), tërheqja e metalit të shkrirë mund të dëmtojë shpejt mburojën dhe grykën. Kjo rezulton në cilësi të dobët të prerjes dhe jetëgjatësi të reduktuar të materialeve harxhuese.
Përsëri, kjo ndodh rrallë në aplikimet e prerjes së fletëve metalike me një portë hyrëse, pasi shkalla e lartë e ekspertizës së pishtarit është tashmë e integruar në kontrollues. Operatori shtyp një buton për të filluar sekuencën e shpimit, e cila fillon një seri ngjarjesh për të siguruar lartësinë e duhur të shpimit.
Së pari, pishtari kryen një procedurë të ndjeshmërisë së lartësisë, zakonisht duke përdorur një sinjal omik për të zbuluar sipërfaqen e copës së punës. Pas pozicionimit të pllakës, pishtari tërhiqet nga pllaka në lartësinë e transferimit, e cila është distanca optimale që harku i plazmës të transferohet në copën e punës. Pasi harku i plazmës të transferohet, ai mund të nxehet plotësisht. Në këtë pikë, pishtari lëviz në lartësinë e shpimit, e cila është një distancë më e sigurt nga copa e punës dhe më larg nga fryrja mbrapsht e materialit të shkrirë. Pishtari e mban këtë distancë derisa harku i plazmës të depërtojë plotësisht në pllakë. Pasi të përfundojë vonesa e shpimit, pishtari lëviz poshtë drejt pllakës metalike dhe fillon lëvizjen e prerjes (shih Figurën 4).
Përsëri, e gjithë kjo inteligjencë zakonisht është e integruar në kontrolluesin e plazmës që përdoret për prerjen e fletëve, jo në kontrolluesin robotik. Prerja robotike ka gjithashtu një shtresë tjetër kompleksiteti. Shpimi në lartësinë e gabuar është mjaft i keq, por kur priten forma shumë-aksore, pishtari mund të mos jetë në drejtimin më të mirë për copën e punës dhe trashësinë e materialit. Nëse pishtari nuk është pingul me sipërfaqen metalike që shpon, ai do të përfundojë duke prerë një prerje tërthore më të trashë se sa është e nevojshme, duke humbur jetën e konsumueshme. Përveç kësaj, shpimi i një cope pune të konturuar në drejtimin e gabuar mund ta vendosë montimin e pishtarit shumë afër sipërfaqes së copës së punës, duke e ekspozuar atë ndaj kthimit të shkrirjes dhe duke shkaktuar dështim të parakohshëm (shih Figurën 5).
Konsideroni një aplikim për prerje robotike me plazmë që përfshin përkuljen e kokës së një ene nën presion. Ngjashëm me prerjen e fletëve, pishtari robotik duhet të vendoset pingul me sipërfaqen e materialit për të siguruar prerjen më të hollë të mundshme për shpim. Ndërsa pishtari i plazmës i afrohet pjesës së punës, ai përdor ndjesinë e lartësisë derisa të gjejë sipërfaqen e enës, pastaj tërhiqet përgjatë boshtit të pishtarit për të transferuar lartësinë. Pasi harku të transferohet, pishtari tërhiqet përsëri përgjatë boshtit të pishtarit për të shpuar lartësinë, në mënyrë të sigurt larg goditjes mbrapsht (shih Figurën 6).
Pasi të skadojë vonesa e shpimit, pishtari ulet në lartësinë e prerjes. Gjatë përpunimit të kontureve, pishtari rrotullohet në drejtimin e dëshiruar të prerjes njëkohësisht ose në hapa. Në këtë pikë, fillon sekuenca e prerjes.
Robotët quhen sisteme të mbipërcaktuara. Megjithatë, ka shumë mënyra për të arritur në të njëjtën pikë. Kjo do të thotë që kushdo që i mëson një roboti të lëvizë, ose kushdo tjetër, duhet të ketë një nivel të caktuar ekspertize, qoftë në kuptimin e lëvizjes së robotit apo në kërkesat e përpunimit të prerjes me plazmë.
Edhe pse varëset e mësimdhënies kanë evoluar, disa detyra nuk janë në thelb të përshtatshme për programimin e varëseve të mësimdhënies - veçanërisht detyrat që përfshijnë një numër të madh pjesësh të përziera me vëllim të ulët. Robotët nuk prodhojnë kur mësohen, dhe vetë mësimdhënia mund të zgjasë me orë ose edhe ditë për pjesët komplekse.
Softueri i programimit të robotëve jashtë linje i projektuar me module prerjeje me plazmë do ta përfshijë këtë ekspertizë (shih Figurën 7). Kjo përfshin drejtimin e prerjes me gaz plazme, ndjesinë fillestare të lartësisë, renditjen e shpimit dhe optimizimin e shpejtësisë së prerjes për proceset e pishtarit dhe plazmës.
Figura 2. Pishtarët e mprehtë ("me majë") janë më të përshtatshëm për prerjen robotike me plazmë. Por edhe me këto gjeometri pishtari, është mirë të rritet lartësia e prerjes për të minimizuar mundësinë e përplasjeve.
Softueri ofron ekspertizën e robotikës të nevojshme për të programuar sisteme të mbipërcaktuara. Ai menaxhon veçoritë, ose situatat ku efektori fundor robotik (në këtë rast, pishtari i plazmës) nuk mund ta arrijë pjesën e punës; kufijtë e nyjeve; mbingarkesën; përmbysjen e kyçit të dorës; zbulimin e përplasjes; boshtet e jashtme; dhe optimizimin e shtegut të mjetit. Së pari, programuesi importon skedarin CAD të pjesës së përfunduar në softuerin e programimit të robotëve jashtë linje, pastaj përcakton skajin që do të pritet, së bashku me pikën e shpimit dhe parametra të tjerë, duke marrë parasysh kufizimet e përplasjes dhe diapazonit.
Disa nga versionet më të fundit të softuerëve të robotikës jashtë linje përdorin të ashtuquajturin programim jashtë linje të bazuar në detyra. Kjo metodë u lejon programuesve të gjenerojnë automatikisht shtigje prerjeje dhe të zgjedhin profile të shumëfishta menjëherë. Programuesi mund të zgjedhë një përzgjedhës të shtegut të skajit që tregon shtegun dhe drejtimin e prerjes, dhe pastaj të zgjedhë të ndryshojë pikat e fillimit dhe të mbarimit, si dhe drejtimin dhe pjerrësinë e pishtarit plazmatik. Programimi në përgjithësi fillon (pavarësisht nga marka e krahut robotik ose sistemit plazmatik) dhe vazhdon për të përfshirë një model specifik të robotit.
Simulimi që rezulton mund të marrë në konsideratë gjithçka në qelizën robotike, duke përfshirë elementë të tillë si barrierat e sigurisë, pajisjet dhe pishtarët plazma. Pastaj merr në konsideratë çdo gabim kinematik dhe përplasje të mundshme për operatorin, i cili më pas mund ta korrigjojë problemin. Për shembull, një simulim mund të zbulojë një problem përplasjeje midis dy prerjeve të ndryshme në kokën e një ene nën presion. Çdo prerje është në një lartësi të ndryshme përgjatë konturit të kokës, kështu që lëvizja e shpejtë midis prerjeve duhet të marrë në konsideratë pastrimin e nevojshëm - një detaj i vogël, i zgjidhur përpara se puna të arrijë në dysheme, që ndihmon në eliminimin e dhimbjeve të kokës dhe humbjes së peshës.
Mungesat e vazhdueshme të fuqisë punëtore dhe kërkesa në rritje e klientëve kanë shtyrë më shumë prodhues të drejtohen te prerja robotike me plazmë. Fatkeqësisht, shumë njerëz zhyten në ujë vetëm për të zbuluar më shumë ndërlikime, veçanërisht kur njerëzit që integrojnë automatizimin nuk kanë njohuri për procesin e prerjes me plazmë. Kjo rrugë do të çojë vetëm në zhgënjim.
Integroni njohuritë e prerjes me plazmë që nga fillimi dhe gjërat ndryshojnë. Me inteligjencën e procesit të plazmës, roboti mund të rrotullohet dhe lëvizë sipas nevojës për të kryer shpimin më efikas, duke zgjatur jetëgjatësinë e materialeve të konsumueshme. Ai pret në drejtimin e duhur dhe manovron për të shmangur çdo përplasje me pjesën e punës. Kur ndjekin këtë rrugë automatizimi, prodhuesit korrin shpërblime.
Ky artikull bazohet në “Përparimet në Prerjen Robotike 3D me Plazmë” të prezantuar në konferencën FABTECH 2021.
FABRICATOR është revista kryesore e industrisë së formimit dhe fabrikimit të metaleve në Amerikën e Veriut. Revista ofron lajme, artikuj teknikë dhe histori rastesh që u mundësojnë prodhuesve të kryejnë punën e tyre në mënyrë më efikase. FABRICATOR i ka shërbyer industrisë që nga viti 1970.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të The FABRICATOR, akses të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.
Edicioni dixhital i The Tube & Pipe Journal tani është plotësisht i arritshëm, duke ofruar qasje të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.
Shijoni akses të plotë në edicionin dixhital të STAMPING Journal, i cili ofron përparimet më të fundit teknologjike, praktikat më të mira dhe lajmet e industrisë për tregun e stampimit të metaleve.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të The Fabricator en Español, akses të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.
Koha e postimit: 25 maj 2022
