Ավելի շատ գործընթացային գիտելիքներ, ավելի լավ ռոբոտացված պլազմային կտրում

Ինտեգրված ռոբոտացված պլազմային կտրումը պահանջում է ոչ միայն ռոբոտացված ձեռքի ծայրին ամրացված ջահ։ Պլազմային կտրման գործընթացի իմացությունը գլխավորն է։
Մետաղագործները՝ արհեստանոցներում, ծանր մեքենաներում, նավաշինությունում և պողպատե կոնստրուկցիաներում, ձգտում են բավարարել պահանջկոտ առաքման սպասումները՝ միաժամանակ գերազանցելով որակի պահանջները: Նրանք անընդհատ ձգտում են կրճատել ծախսերը՝ միաժամանակ լուծելով որակավորված աշխատուժի պահպանման մշտական ​​խնդիրը: Բիզնեսը հեշտ գործ չէ:
Այս խնդիրներից շատերը կարելի է հետք թողնել ձեռքով կատարվող գործընթացների վրա, որոնք դեռևս տարածված են արդյունաբերության մեջ, հատկապես բարդ ձևավորված արտադրանքների արտադրության ժամանակ, ինչպիսիք են արդյունաբերական տարաների կափարիչները, կոր կառուցվածքային պողպատե բաղադրիչները, ինչպես նաև խողովակներն ու խողովակները: Շատ արտադրողներ իրենց մեքենայական մշակման ժամանակի 25-50 տոկոսը նվիրում են ձեռքով նշագրմանը, որակի վերահսկմանը և փոխակերպմանը, մինչդեռ կտրման իրական ժամանակը (սովորաբար ձեռքի թթվածնային կամ պլազմային կտրիչով) կազմում է ընդամենը 10-20 տոկոս:
Բացի նման ձեռքով գործընթացների համար ծախսվող ժամանակից, այս կտրվածքներից շատերը կատարվում են սխալ տեղակայման, չափերի կամ հանդուրժողականության պատճառով, ինչը պահանջում է լայնածավալ երկրորդական գործողություններ, ինչպիսիք են հղկումը և վերամշակումը, կամ, ավելի վատը՝ նյութեր, որոնք պետք է ջարդոն օգտագործվեն: Շատ խանութներ իրենց ընդհանուր մշակման ժամանակի մինչև 40%-ը նվիրում են այս ցածրարժեք աշխատանքին և վատնումին:
Այս ամենը հանգեցրել է արդյունաբերության կողմից ավտոմատացման ուղղությամբ մղմանը: Բարդ բազմաառանցքային մասերի ձեռքով ջահով կտրման գործողությունները ավտոմատացնող արհեստանոցը ներդրել է ռոբոտացված պլազմային կտրող խցիկ և, ինչպես և սպասվում էր, գրանցել է հսկայական առաջընթաց: Այս գործողությունը վերացնում է ձեռքով դասավորությունը, և աշխատանքը, որը կպահանջեր 5 մարդ 6 ժամ, այժմ կարող է կատարվել ընդամենը 18 րոպեում՝ օգտագործելով ռոբոտ:
Թեև օգուտները ակնհայտ են, ռոբոտացված պլազմային կտրման ներդրումը պահանջում է ավելին, քան պարզապես ռոբոտ և պլազմային ջահ գնելը: Եթե մտածում եք ռոբոտացված պլազմային կտրման մասին, համոզվեք, որ կիրառում եք ամբողջական մոտեցում և դիտարկում եք ամբողջ արժեքի հոսքը: Բացի այդ, աշխատեք արտադրողի կողմից պատրաստված համակարգային ինտեգրատորի հետ, ով հասկանում և հասկանում է պլազմային տեխնոլոգիան, ինչպես նաև համակարգի բաղադրիչներն ու գործընթացները, որոնք անհրաժեշտ են մարտկոցի նախագծման մեջ բոլոր պահանջները ներառելու համար:
Հաշվի առեք նաև ծրագիրը, որը, անկասկած, ցանկացած ռոբոտացված պլազմային կտրման համակարգի ամենակարևոր բաղադրիչներից մեկն է: Եթե դուք ներդրում եք կատարել համակարգի մեջ, և ծրագիրը կամ դժվար է օգտագործել, կամ պահանջում է մեծ փորձ, կամ նկատել եք, որ ռոբոտը պլազմային կտրմանը հարմարեցնելու և կտրման ուղին սովորեցնելու համար շատ ժամանակ է պահանջվում, ապա դուք պարզապես շատ գումար եք վատնում:
Թեև ռոբոտացված սիմուլյացիոն ծրագիրը տարածված է, արդյունավետ ռոբոտացված պլազմային կտրող խցիկները օգտագործում են օֆլայն ռոբոտացված ծրագրավորման ծրագիր, որը ավտոմատ կերպով կիրականացնի ռոբոտի ուղու ծրագրավորում, կբացահայտի և կփոխհատուցի բախումները, ինչպես նաև կմիավորի պլազմային կտրման գործընթացի վերաբերյալ գիտելիքները: Պլազմային գործընթացի վերաբերյալ խորը գիտելիքների ներառումը գլխավորն է: Նման ծրագրաշարի միջոցով նույնիսկ ամենաբարդ ռոբոտացված պլազմային կտրման ծրագրերի ավտոմատացումը շատ ավելի հեշտ է դառնում:
Բարդ բազմաառանցքային ձևերի պլազմային կտրումը պահանջում է յուրահատուկ ջահի երկրաչափություն: Կիրառեք XY կիրառման մեջ օգտագործվող ջահի երկրաչափությունը (տե՛ս նկար 1) բարդ ձևի վրա, ինչպիսին է կոր ճնշման անոթի գլխիկը, և դուք կբարձրացնեք բախումների հավանականությունը: Այս պատճառով սուր անկյուն ունեցող ջահերը («սրած» դիզայնով) ավելի հարմար են ռոբոտացված ձևերի կտրման համար:
Բոլոր տեսակի բախումներից հնարավոր չէ խուսափել միայն սուր անկյուն ունեցող լապտերի միջոցով: Բախումներից խուսափելու համար մասի ծրագիրը պետք է պարունակի նաև կտրման բարձրության փոփոխություններ (այսինքն՝ լապտերի ծայրը պետք է ազատ տարածք ունենա աշխատանքային մասից) (տե՛ս նկար 2):
Կտրման գործընթացի ընթացքում պլազմային գազը հոսում է ջահի մարմնի վրայով՝ մրրիկի ուղղությամբ, դեպի ջահի ծայրը։ Այս պտտական ​​գործողությունը թույլ է տալիս կենտրոնախույս ուժին ծանր մասնիկները դուրս քաշել գազի սյունից դեպի ծայրակալի անցքի ծայրը և պաշտպանում է ջահի հավաքույթը տաք էլեկտրոնների հոսքից։ Պլազմայի ջերմաստիճանը մոտ է 20,000 աստիճան Ցելսիուսի, մինչդեռ ջահի պղնձե մասերը հալվում են 1,100 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում։ Սպառվող նյութերը պաշտպանության կարիք ունեն, և ծանր մասնիկներից պատրաստված մեկուսիչ շերտը ապահովում է պաշտպանություն։
Նկար 1. Ստանդարտ այրիչի կորպուսները նախատեսված են թիթեղյա մետաղի կտրման համար: Նույն այրիչի օգտագործումը բազմաառանցքային կիրառման մեջ մեծացնում է աշխատանքային մասի հետ բախումների հավանականությունը:
Պտտվող պտտումը կտրվածքի մի կողմն ավելի տաքացնում է, քան մյուսը։ Ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ պտտվող գազով ջահերը սովորաբար կտրվածքի տաք կողմը տեղադրում են աղեղի աջ կողմում (երբ դիտվում է վերևից՝ կտրվածքի ուղղությամբ)։ Սա նշանակում է, որ տեխնոլոգիական ինժեները քրտնաջան աշխատում է կտրվածքի լավ կողմը օպտիմալացնելու համար և ենթադրում է, որ վատ կողմը (ձախ) կլինի ջարդոն (տե՛ս նկար 3):
Ներքին մասերը պետք է կտրվեն ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, որտեղ պլազմայի տաք կողմը պետք է մաքուր կտրվածք կատարի աջ կողմում (մասերի եզրային կողմում): Դրա փոխարեն, մասի պարագիծը պետք է կտրվի ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ: Եթե այրիչը կտրում է սխալ ուղղությամբ, այն կարող է մեծ կոնք առաջացնել կտրվածքի պրոֆիլում և մեծացնել մասի եզրին կուտակված խարամը: Ըստ էության, դուք «լավ կտրվածքներ» եք անում ջարդոնի վրա:
Նկատի ունեցեք, որ պլազմային վահանակների կտրման սեղանների մեծ մասը կառավարիչում ունի աղեղի կտրման ուղղության վերաբերյալ գործընթացային հետախուզություն: Սակայն ռոբոտաշինության ոլորտում այս մանրամասները պարտադիր չէ, որ հայտնի կամ հասկացված լինեն, և դրանք դեռևս ներդրված չեն ռոբոտի տիպիկ կառավարիչում, ուստի կարևոր է ունենալ ռոբոտի ծրագրավորման ծրագրակազմ՝ ներդրված պլազմային գործընթացի իմացությամբ:
Մետաղը ծակելու համար օգտագործվող ջահի շարժումը անմիջական ազդեցություն ունի պլազմային կտրման ծախսվող նյութերի վրա: Եթե պլազմային ջահը ծակում է թերթը կտրման բարձրության վրա (պատրաստվածքին չափազանց մոտ), հալված մետաղի հետհարվածը կարող է արագ վնասել վահանը և ծայրակալը: Սա հանգեցնում է կտրման վատ որակի և ծախսվող նյութերի ժամկետի կրճատման:
Կրկին, սա հազվադեպ է պատահում թիթեղյա մետաղի կտրման կիրառություններում՝ էստակադային համակարգով, քանի որ այրիչի բարձր մակարդակի փորձագիտությունն արդեն իսկ ներկառուցված է կառավարիչում: Օպերատորը սեղմում է կոճակը՝ ծակման հաջորդականությունը սկսելու համար, որը մեկնարկում է մի շարք իրադարձություններ՝ ծակման պատշաճ բարձրությունն ապահովելու համար:
Նախ, այրիչը կատարում է բարձրության չափման ընթացակարգ, սովորաբար օհմիկ ազդանշան օգտագործելով՝ մշակվող մասի մակերեսը հայտնաբերելու համար։ Թիթեղը տեղադրելուց հետո այրիչը թիթեղից հետ է քաշվում դեպի փոխանցման բարձրությունը, որը պլազմային աղեղի՝ մշակվող մաս փոխանցման օպտիմալ հեռավորությունն է։ Երբ պլազմային աղեղը փոխանցվում է, այն կարող է ամբողջությամբ տաքանալ։ Այս պահին այրիչը տեղափոխվում է դեպի ծակման բարձրությունը, որը մշակվող մասից ավելի անվտանգ հեռավորություն է և ավելի հեռու է հալված նյութի հետադարձ փչումից։ այրիչը պահպանում է այս հեռավորությունը մինչև պլազմային աղեղը ամբողջությամբ թափանցի թիթեղի մեջ։ Ծակման հետաձգումն ավարտվելուց հետո այրիչը շարժվում է դեպի մետաղական թիթեղը և սկսում կտրման շարժումը (տե՛ս նկար 4):
Կրկին, այս ամբողջ ինտելեկտը սովորաբար ներկառուցված է թերթերի կտրման համար օգտագործվող պլազմային կառավարիչի մեջ, այլ ոչ թե ռոբոտային կառավարիչի մեջ: Ռոբոտային կտրումը նաև ունի բարդության մեկ այլ շերտ: Սխալ բարձրության վրա ծակելը բավականին վատ է, բայց բազմաառանցքային ձևեր կտրելիս այրիչը կարող է չլինել աշխատանքային մասի և նյութի հաստության համար լավագույն ուղղությամբ: Եթե այրիչը ուղղահայաց չէ այն մետաղական մակերեսին, որը այն ծակում է, այն կկտրի անհրաժեշտից ավելի հաստ լայնական հատվածք՝ վատնելով սպառվող նյութի կյանքը: Բացի այդ, կոնտուրավորված աշխատանքային մասը սխալ ուղղությամբ ծակելը կարող է այրիչի հավաքածուն չափազանց մոտեցնել աշխատանքային մասի մակերեսին, ենթարկելով այն հալույթի հետադարձ հարվածի և առաջացնելով վաղաժամ ձախողում (տե՛ս նկար 5):
Դիտարկենք ռոբոտացված պլազմային կտրման կիրառություն, որը ներառում է ճնշման տակ գտնվող անոթի գլխիկի ծռումը: Նման թերթային կտրմանը, ռոբոտացված ջահը պետք է տեղադրվի նյութի մակերեսին ուղղահայաց՝ պերֆորացիայի համար հնարավորինս բարակ լայնական հատույթ ապահովելու համար: Երբ պլազմային ջահը մոտենում է աշխատանքային մասին, այն օգտագործում է բարձրության զգայունակություն մինչև անոթի մակերեսը գտնելը, ապա ետ է քաշվում ջահի առանցքի երկայնքով՝ բարձրությունը փոխանցելու համար: Աղեղի փոխանցումից հետո ջահը կրկին ետ է քաշվում ջահի առանցքի երկայնքով՝ բարձրությունը թափանցելու համար՝ անվտանգ կերպով հեռու հետադարձ հարվածից (տե՛ս նկար 6):
Երբ ծակման հետաձգումը լրանում է, այրիչը իջեցվում է կտրման բարձրության վրա: Կոնտուրներ մշակելիս այրիչը պտտվում է ցանկալի կտրման ուղղությամբ միաժամանակ կամ քայլ առ քայլ: Այս պահին սկսվում է կտրման հաջորդականությունը:
Ռոբոտները կոչվում են գերորոշված ​​համակարգեր։ Այնուամենայնիվ, նույն կետին հասնելու բազմաթիվ եղանակներ կան։ Սա նշանակում է, որ ռոբոտին շարժվել սովորեցնող յուրաքանչյուր ոք, կամ որևէ այլ անձ, պետք է ունենա որոշակի մակարդակի փորձագիտություն՝ լինի դա ռոբոտի շարժումը հասկանալու, թե պլազմային կտրման մեխանիկական պահանջները հասկանալու հարցում։
Չնայած «ուսուցանող կախազարդերը» զարգացել են, որոշ առաջադրանքներ բնույթով հարմար չեն «ուսուցանող կախազարդերի» ծրագրավորման համար, հատկապես այն առաջադրանքները, որոնք ներառում են մեծ թվով խառը, ցածր ծավալի մասեր։ Ռոբոտները չեն արտադրում, երբ նրանց սովորեցնում են, և ուսուցումն ինքնին կարող է տևել ժամեր կամ նույնիսկ օրեր՝ բարդ մասերի համար։
Պլազմային կտրման մոդուլներով նախագծված օֆլայն ռոբոտի ծրագրավորման ծրագիրը կներառի այս փորձը (տե՛ս նկար 7): Սա ներառում է պլազմային գազային կտրման ուղղությունը, սկզբնական բարձրության չափումը, ծակման հաջորդականությունը և կտրման արագության օպտիմալացումը այրիչի և պլազմային գործընթացների համար:
Նկար 2. Սուր («սրած») ջահերն ավելի հարմար են ռոբոտացված պլազմային կտրման համար: Սակայն նույնիսկ այս ջահերի երկրաչափությունների դեպքում, լավագույնն է մեծացնել կտրման բարձրությունը՝ բախումների հավանականությունը նվազագույնի հասցնելու համար:
Ծրագիրը տրամադրում է գերորոշված ​​համակարգեր ծրագրավորելու համար անհրաժեշտ ռոբոտաշինության փորձագիտությունը։ Այն կառավարում է առանձնահատկությունները կամ իրավիճակները, երբ ռոբոտացված վերջնարդյունակը (այս դեպքում՝ պլազմային ջահը) չի կարող հասնել աշխատանքային մասին, միացման սահմանները, գերշարժումը, դաստակի շրջվելը, բախման հայտնաբերումը, արտաքին առանցքները և գործիքի ուղու օպտիմալացումը։ Նախ, ծրագրավորողը ներմուծում է պատրաստի մասի CAD ֆայլը ռոբոտի ծրագրավորման ծրագրաշարի մեջ, այնուհետև սահմանում է կտրվող եզրը՝ ծակման կետի և այլ պարամետրերի հետ միասին՝ հաշվի առնելով բախման և հեռավորության սահմանափակումները։
Օֆլայն ռոբոտաշինության ծրագրաշարի որոշ վերջին տարբերակներ օգտագործում են այսպես կոչված առաջադրանքների վրա հիմնված օֆլայն ծրագրավորում: Այս մեթոդը թույլ է տալիս ծրագրավորողներին ավտոմատ կերպով ստեղծել կտրման ուղիներ և միաժամանակ ընտրել մի քանի պրոֆիլներ: Ծրագրավորողը կարող է ընտրել եզրային ուղու ընտրիչ, որը ցույց է տալիս կտրման ուղին և ուղղությունը, ապա ընտրել սկզբնական և վերջնական կետերի, ինչպես նաև պլազմային ջահի ուղղության և թեքության փոփոխությունը: Ծրագրավորումը սովորաբար սկսվում է (անկախ ռոբոտային ձեռքի կամ պլազմային համակարգի ապրանքանիշից) և շարունակվում՝ ներառելով ռոբոտի որոշակի մոդել:
Արդյունքում ստացված մոդելավորումը կարող է հաշվի առնել ռոբոտային խցիկում առկա ամեն ինչ, ներառյալ անվտանգության արգելապատնեշները, հարմարանքները և պլազմային ջահերը: Այնուհետև այն հաշվի է առնում օպերատորի համար հնարավոր կինեմատիկական սխալները և բախումները, ով կարող է շտկել խնդիրը: Օրինակ, մոդելավորումը կարող է բացահայտել ճնշման անոթի գլխիկի վրա երկու տարբեր կտրվածքների միջև բախման խնդիր: Յուրաքանչյուր կտրվածք գտնվում է գլխիկի ուրվագծով տարբեր բարձրության վրա, ուստի կտրվածքների միջև արագ շարժումը պետք է հաշվի առնի անհրաժեշտ բացվածքը՝ մի փոքր մանրամասնություն, որը լուծվում է նախքան աշխատանքը հատակին հասնելը, որը օգնում է վերացնել գլխացավերը և վատնումները:
Աշխատուժի մշտական ​​պակասը և հաճախորդների աճող պահանջարկը ավելի շատ արտադրողների դրդել են դիմել ռոբոտացված պլազմային կտրմանը: Դժբախտաբար, շատ մարդիկ ջուրն են նետում միայն ավելի շատ բարդություններ հայտնաբերելու համար, հատկապես, երբ ավտոմատացումն ինտեգրող մարդիկ չունեն պլազմային կտրման գործընթացի վերաբերյալ գիտելիքներ: Այս ուղին միայն հիասթափության կհանգեցնի:
Պլազմային կտրման գիտելիքները ինտեգրեք սկզբից, և ամեն ինչ կփոխվի։ Պլազմային գործընթացի ինտելեկտի շնորհիվ ռոբոտը կարող է պտտվել և շարժվել անհրաժեշտության դեպքում՝ ամենաարդյունավետ ծակումը կատարելու համար, երկարացնելով սպառվող նյութերի կյանքը։ Այն կտրում է ճիշտ ուղղությամբ և մանևրում է՝ խուսափելու համար աշխատանքային մասի բախումից։ Ավտոմատացման այս ուղին հետևելով՝ արտադրողները օգուտներ են քաղում։
Այս հոդվածը հիմնված է «3D ռոբոտացված պլազմային կտրման առաջընթացները» հոդվածի վրա, որը ներկայացվել է 2021 թվականի FABTECH համաժողովում։
FABRICATOR-ը Հյուսիսային Ամերիկայի մետաղաձուլման և արտադրության ոլորտի առաջատար ամսագիրն է: Ամսագիրը տրամադրում է նորություններ, տեխնիկական հոդվածներ և պատմություններ, որոնք թույլ են տալիս արտադրողներին ավելի արդյունավետ կատարել իրենց աշխատանքը: FABRICATOR-ը ծառայում է ոլորտին 1970 թվականից ի վեր:
Այժմ՝ The FABRICATOR-ի թվային տարբերակին լիարժեք հասանելիությամբ, արժեքավոր արդյունաբերական ռեսուրսներին հեշտ հասանելիությամբ։
«The Tube & Pipe Journal»-ի թվային հրատարակությունն այժմ լիովին հասանելի է, ինչը հեշտացնում է արժեքավոր արդյունաբերական ռեսուրսների հասանելիությունը։
Վայելեք STAMPING Journal-ի թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությունը, որը տրամադրում է մետաղական դրոշմման շուկայի համար տեխնոլոգիական վերջին նվաճումները, լավագույն փորձը և արդյունաբերական նորությունները:
Այժմ՝ The Fabricator en Español-ի թվային հրատարակությանը լիարժեք հասանելիությամբ, արժեքավոր արդյունաբերական ռեսուրսներին հեշտ հասանելիությամբ։