Что такое плазменный резак с ЧПУ?
Плазменная резка с ЧПУ — это процесс, при котором электропроводящие материалы разрезаются с помощью ускоренной струи горячей плазмы. Типичные материалы, разрезаемые плазменной горелкой, включают сталь, алюминий, латунь и медь, хотя можно резать и другие проводящие металлы. Плазменная резка с ЧПУ часто используется в производственных цехах, при ремонте и восстановлении автомобилей, в промышленном строительстве, а также при операциях по утилизации и слому. Благодаря высокой скорости и точности резки в сочетании с низкой стоимостью плазменная резка с ЧПУ широко применяется как в крупномасштабных промышленных приложениях с ЧПУ, так и в небольших любительских мастерских.
Основной процесс плазменной резки с ЧПУ включает в себя создание электрического канала перегретого, электрически ионизированного газа, т. е. плазмы, от самого плазменного резака с ЧПУ через обрабатываемую деталь, тем самым образуя замкнутую электрическую цепь обратно к плазменному резаку с ЧПУ через заземляющий зажим. Это достигается с помощью сжатого газа (кислорода, воздуха, инертного и других в зависимости от разрезаемого материала), который на высокой скорости продувается через сфокусированное сопло по направлению к обрабатываемой детали. Затем внутри газа образуется электрическая дуга между электродом, расположенным рядом или встроенным в газовое сопло, и самой обрабатываемой деталью. Электрическая дуга ионизирует часть газа, тем самым создавая электропроводящий канал плазмы. Когда электричество от резака проходит по этой плазме, оно обеспечивает достаточное количество тепла для расплавления обрабатываемой детали. В то же время большая часть высокоскоростной плазмы и сжатого газа сдувает горячий расплавленный металл, тем самым разделяя, т. е. разрезая обрабатываемую деталь.
С Плазменные резаки с ЧПУ создают очень горячий и очень локализованный «конус» для резки, они чрезвычайно полезны для резки листового металла изогнутых или угловых форм.
Аналоговые плазменные резаки с ЧПУ, обычно требующие более 2 киловатт, используют тяжелый трансформатор сетевой частоты. Инверторные плазменные резаки выпрямляют сетевое питание в постоянный ток, который подается в высокочастотный транзисторный инвертор между 10 кГц и примерно 200 кГц. Более высокие частоты переключения позволяют использовать меньший трансформатор, что приводит к общему размеру и уменьшению w8.
Первоначально использовались транзисторы MOSFET, но сейчас все чаще используются IGBT. При параллельном включении MOSFET, если один из транзисторов активируется преждевременно, это может привести к каскадному отказу четверти инвертора. Более позднее изобретение, IGBT, не так подвержено этому режиму отказа. IGBT обычно можно найти в машинах с высоким током, где невозможно параллельно включить достаточное количество транзисторов MOSFET.
Топология режима переключения называется двухтранзисторным автономным прямым преобразователем. Некоторые инверторные плазменные резаки, особенно без коррекции коэффициента мощности, хотя и легче и мощнее, не могут работать от генератора (это означает, что производитель инверторного блока запрещает это; это справедливо только для небольших, легких переносных генераторов). Однако более новые модели имеют внутренние схемы, которые позволяют блокам без коррекции коэффициента мощности работать от легких генераторов.
Некоторые производители плазменных резаков с ЧПУ создают режущие столы с ЧПУ, а некоторые встраивают резак в стол. Столы с ЧПУ позволяют компьютеру управлять головкой горелки, обеспечивая чистые острые разрезы. Современное плазменное оборудование с ЧПУ способно выполнять многокоординатную резку толстого материала, что позволяет выполнять сложные сварные швы, которые в противном случае были бы невозможны. Для более тонкого материала плазменная резка с ЧПУ постепенно заменяется лазерной резкой, в основном из-за превосходных возможностей лазерного резака по резке отверстий.
Специализированное применение плазменных резаков с ЧПУ было в отрасли HVAC. Программное обеспечение обрабатывает информацию о воздуховодах и создает плоские шаблоны для резки на столе для резки плазменной горелкой. Эта технология значительно увеличила производительность в отрасли с момента ее внедрения в начале 1980-х годов.
Для чего используется плазменный резак с ЧПУ?
Плазменный резак — это широко используемый инструмент для резки металлов в самых разных целях. Ручной плазменный резак — это прекрасный инструмент для быстрой резки листового металла, металлических пластин, лент, болтов, труб и т. д. Ручные плазменные горелки также являются отличным инструментом для зачистки, например, для обратной зачистки сварных швов или удаления дефектных сварных швов. Ручной плазменный резак обычно используется для резки мелких деталей из листового металла, однако для многих видов металлообработки невозможно обеспечить достаточную точность или качество кромки. Именно поэтому плазменный резак с ЧПУ имеет решающее значение.
Плазменный резак с ЧПУ — это машина, оснащённая плазменным резаком, который может перемещаться по заданной компьютером траектории. Термин «ЧПУ» расшифровывается как «числовое программное управление», что означает, что компьютер управляет движением машины, используя числовые коды, задаваемые программой.
Плазменные резаки с ЧПУ также используются во многих мастерских для создания декоративных металлических изделий. Например, коммерческих и жилых вывесок, настенного искусства, адресных табличек и уличного садового искусства.
Плазменный резак с ЧПУ против ручного плазменного резака
Плазменные резаки с ЧПУ обычно используют другой тип плазменной системы, нежели ручные режущие приложения, специально разработанный для «механизированной» резки вместо ручной резки. Плазменные резаки с ЧПУ используют прямую ствольную горелку, которую можно переносить машиной, и имеют некоторый тип интерфейса, который может автоматически управляться ЧПУ. Существуют некоторые станки начального уровня, которые могут переносить горелку, предназначенную для ручной резки, например, станки PlasmaCAM. Но любой станок, предназначенный для серьезного производства или изготовления, будет использовать механизированную горелку и плазменную систему.
Детали плазменной резки с ЧПУ
ЧПУ также является фактическим контроллером, разработанным для станков, с фирменной панелью интерфейса и специально разработанной консолью управления, например, контроллером Fanuc, Allen-Bradley или Seimens. Или это может быть просто ноутбук на базе Windows, работающий с программой специального пакета и работающий с приводами машины через порт LAN. несколько станков начального уровня, станки HVAC и даже некоторые прецизионные унифицированные станки используют ноутбук или персональный компьютер в качестве контроллера.
Для резки компонентов из пластины движение резака контролируется ЧПУ. Программа области, иногда просто компьютерный файл с «M-кодами» и «G-кодами», описывает контуры половины и один раз показывает включение и выключение резака. Программы половины иногда создаются частью пакета, называемого «постпроцессором», который берет чистую математику из файла САПР и преобразует ее в M-коды и G-коды, которые может просматривать ЧПУ.
Для плазменной резки с ЧПУ также необходима система привода, состоящая из усилителей привода, двигателей, энкодеров и кабелей. будет как минимум 2 двигателя, один для оси координат и один для оси координат. для каждого двигателя есть электронное приводное оборудование, которое принимает маломощный сигнал от ЧПУ и преобразует его в более мощный сигнал для маневрирования двигателя. каждая ось включает в себя механизм обратной связи, иногда ассоциированный энкодер степени, который создает цифровой сигнал, указывающий, каким образом ось захвачена. Кабели переносят оборудование от электронного оборудования к двигателю и передают сигналы положения от энкодера обратно в ЧПУ.
Система ЧПУ считывает половину программы, а затем передает сигналы на привод станка, который перемещает горелку в нужном направлении с запрограммированной скоростью. Система ЧПУ считывает данные с энкодера и вносит корректировки в сигналы привода, чтобы поддерживать движение горелки по запрограммированной траектории. Все физические процессы в системе ЧПУ и приводе работают и обмениваются данными с невероятной скоростью, как правило, изменяя данные о положении каждые несколько миллисекунд. Это позволяет обеспечить плавное и точное движение станка для получения деталей, вырезанных плазмой, с идеально ровными, прямыми, гладкими кромками и точными размерами.
Система плазменной резки с ЧПУ может иметь некоторый стиль «системы ввода-вывода», электрическую систему младшей степени, которая обрабатывает входы и выходы. Однако часто ЧПУ активирует плазму в приемлемое время, например, включив выход младшей степени, который замыкает реле. ЧПУ использует входы для захвата момента начала плазменной дуги и готово к маневру. Это самые основные необходимые входы и выходы, однако очевидно, что их часто больше.
Часто требуются дополнительные альтернативные подсистемы и опции, например, системы управления напряжением дуги h8, системы плазменной резки скосов, интегрированные системы управления плазмой и т. д. Однако основные принципы работы плазменного резака с ЧПУ, описанные выше, будут общими для всех подобных машин, от самых лучших до самых сложных.
В последние годы произошло еще большее развитие. Традиционно столы для резки машин были горизонтальными, но теперь доступны вертикальные машины плазменной резки с ЧПУ, обеспечивающие меньшую занимаемую площадь, повышенную гибкость, оптимальную безопасность и более быструю работу.
