Mae torri plasma robotig integredig angen mwy na dim ond fflachlamp sydd ynghlwm wrth ben y fraich robotig. Mae gwybodaeth am y broses dorri plasma yn allweddol. trysor
Mae gwneuthurwyr metel ar draws y diwydiant – mewn gweithdai, peiriannau trwm, adeiladu llongau a dur strwythurol – yn ymdrechu i fodloni disgwyliadau cyflenwi heriol wrth ragori ar ofynion ansawdd. Maent yn gyson yn ceisio lleihau costau wrth ddelio â'r broblem barhaus o gadw llafur medrus. Nid yw busnes yn hawdd.
Gellir olrhain llawer o'r problemau hyn yn ôl i brosesau â llaw sy'n dal i fod yn gyffredin yn y diwydiant, yn enwedig wrth gynhyrchu cynhyrchion siâp cymhleth fel caeadau cynwysyddion diwydiannol, cydrannau dur strwythurol crwm, a phibellau a thiwbiau. Mae llawer o weithgynhyrchwyr yn neilltuo 25 i 50 y cant o'u hamser peiriannu i farcio â llaw, rheoli ansawdd, a throsi, pan fo'r amser torri gwirioneddol (fel arfer gyda thorrwr ocsigenwydd neu plasma llaw) yn 10 i 20 y cant yn unig.
Yn ogystal â'r amser a ddefnyddir gan brosesau llaw o'r fath, mae llawer o'r toriadau hyn yn cael eu gwneud o amgylch lleoliadau nodweddion, dimensiynau neu oddefiadau anghywir, gan olygu bod angen gweithrediadau eilaidd helaeth fel malu ac ailweithio, neu'n waeth, Deunyddiau y mae angen eu sgrapio. Mae llawer o siopau'n neilltuo cymaint â 40% o'u hamser prosesu cyfan i'r gwaith a'r gwastraff gwerth isel hwn.
Mae hyn i gyd wedi arwain at wthio'r diwydiant tuag at awtomeiddio. Gweithredodd gweithdy sy'n awtomeiddio gweithrediadau torri â llaw â thorch ar gyfer rhannau cymhleth aml-echelin gell dorri plasma robotig ac, yn annisgwyl, gwelodd enillion enfawr. Mae'r llawdriniaeth hon yn dileu'r angen i gynllunio â llaw, a gellir gwneud swydd a fyddai'n cymryd 6 awr i 5 o bobl mewn dim ond 18 munud gan ddefnyddio robot.
Er bod y manteision yn amlwg, mae gweithredu torri plasma robotig yn gofyn am fwy na dim ond prynu robot a thortsh plasma. Os ydych chi'n ystyried torri plasma robotig, gwnewch yn siŵr eich bod chi'n cymryd ymagwedd gyfannol ac yn edrych ar y llif gwerth cyfan. Yn ogystal, gweithiwch gydag integreiddiwr system sydd wedi'i hyfforddi gan wneuthurwr sy'n deall ac yn deall technoleg plasma a'r cydrannau a'r prosesau system sy'n ofynnol i sicrhau bod yr holl ofynion wedi'u hintegreiddio i ddyluniad y batri.
Ystyriwch hefyd y feddalwedd, sydd, yn ôl pob tebyg, yn un o gydrannau pwysicaf unrhyw system dorri plasma robotig. Os ydych chi wedi buddsoddi mewn system ac mae'r feddalwedd naill ai'n anodd ei defnyddio, yn gofyn am lawer o arbenigedd i'w rhedeg, neu os ydych chi'n gweld ei bod hi'n cymryd llawer o amser i addasu'r robot i dorri plasma a dysgu'r llwybr torri, rydych chi'n gwastraffu llawer o arian.
Er bod meddalwedd efelychu robotig yn gyffredin, mae celloedd torri plasma robotig effeithiol yn defnyddio meddalwedd rhaglennu robotig all-lein a fydd yn perfformio rhaglennu llwybr robot yn awtomatig, yn nodi ac yn gwneud iawn am wrthdrawiadau, ac yn integreiddio gwybodaeth am brosesau torri plasma. Mae ymgorffori gwybodaeth ddofn am brosesau plasma yn allweddol. Gyda meddalwedd fel hon, mae awtomeiddio hyd yn oed y cymwysiadau torri plasma robotig mwyaf cymhleth yn dod yn llawer haws.
Mae torri plasma siapiau aml-echel cymhleth yn gofyn am geometreg fflam unigryw. Defnyddiwch y geometreg fflam a ddefnyddir mewn cymhwysiad XY nodweddiadol (gweler Ffigur 1) i siâp cymhleth, fel pen llestr pwysau crwm, a byddwch yn cynyddu'r tebygolrwydd o wrthdrawiadau. Am y rheswm hwn, mae fflamau ongl finiog (gyda dyluniad "pigfain") yn fwy addas ar gyfer torri siapiau robotig.
Ni ellir osgoi pob math o wrthdrawiadau gyda fflachlamp ongl finiog yn unig. Rhaid i'r rhaglen rannau hefyd gynnwys newidiadau i uchder y toriad (h.y. rhaid i flaen y fflachlamp gael cliriad i'r darn gwaith) er mwyn osgoi gwrthdrawiadau (gweler Ffigur 2).
Yn ystod y broses dorri, mae'r nwy plasma yn llifo i lawr corff y ffagl mewn cyfeiriad fortecs i flaen y ffagl. Mae'r weithred gylchdro hon yn caniatáu i rym allgyrchol dynnu gronynnau trwm allan o'r golofn nwy i gyrion twll y ffroenell ac yn amddiffyn cynulliad y ffagl rhag llif electronau poeth. Mae tymheredd y plasma yn agos at 20,000 gradd Celsius, tra bod rhannau copr y ffagl yn toddi ar 1,100 gradd Celsius. Mae angen amddiffyniad ar nwyddau traul, ac mae haen inswleiddio o ronynnau trwm yn darparu amddiffyniad.
Ffigur 1. Mae cyrff ffagl safonol wedi'u cynllunio ar gyfer torri metel dalen. Mae defnyddio'r un ffagl mewn cymhwysiad aml-echelin yn cynyddu'r siawns o wrthdrawiadau â'r darn gwaith.
Mae'r troell yn gwneud un ochr i'r toriad yn boethach na'r llall. Mae ffaglau gyda nwy sy'n cylchdroi'n glocwedd fel arfer yn gosod ochr boeth y toriad ar ochr dde'r arc (pan gaiff ei weld o'r uchod i gyfeiriad y toriad). Mae hyn yn golygu bod y peiriannydd prosesau yn gweithio'n galed i wneud y gorau o ochr dda'r toriad ac yn tybio y bydd yr ochr ddrwg (chwith) yn sgrap (gweler Ffigur 3).
Mae angen torri nodweddion mewnol i gyfeiriad gwrthglocwedd, gyda'r ochr boeth o'r plasma yn gwneud toriad glân ar yr ochr dde (ochr ymyl y rhan). Yn lle hynny, mae angen torri perimedr y rhan i gyfeiriad clocwedd. Os yw'r ffagl yn torri i'r cyfeiriad anghywir, gall greu tapr mawr yn y proffil torri a chynyddu'r dross ar ymyl y rhan. Yn ei hanfod, rydych chi'n rhoi "toriadau da" ar sgrap.
Sylwch fod gan y rhan fwyaf o fyrddau torri paneli plasma ddeallusrwydd proses wedi'i ymgorffori yn y rheolydd ynghylch cyfeiriad y toriad arc. Ond ym maes roboteg, nid yw'r manylion hyn o reidrwydd yn hysbys nac yn cael eu deall, ac nid ydynt wedi'u hymgorffori eto mewn rheolydd robot nodweddiadol - felly mae'n bwysig cael meddalwedd rhaglennu robot all-lein gyda gwybodaeth am y broses plasma wedi'i hymgorffori.
Mae symudiad y ffagl a ddefnyddir i dyllu metel yn cael effaith uniongyrchol ar nwyddau traul torri plasma. Os yw'r ffagl plasma yn tyllu'r ddalen ar uchder torri (yn rhy agos at y darn gwaith), gall adlam y metel tawdd niweidio'r darian a'r ffroenell yn gyflym. Mae hyn yn arwain at ansawdd torri gwael a bywyd traul byrrach.
Unwaith eto, anaml y bydd hyn yn digwydd mewn cymwysiadau torri metel dalen gyda gantri, gan fod y lefel uchel o arbenigedd ffagl eisoes wedi'i gynnwys yn y rheolydd. Mae'r gweithredwr yn pwyso botwm i gychwyn y dilyniant tyllu, sy'n cychwyn cyfres o ddigwyddiadau i sicrhau uchder tyllu priodol.
Yn gyntaf, mae'r ffagl yn cyflawni gweithdrefn synhwyro uchder, fel arfer gan ddefnyddio signal ohmig i ganfod wyneb y darn gwaith. Ar ôl gosod y plât, caiff y ffagl ei thynnu'n ôl o'r plât i'r uchder trosglwyddo, sef y pellter gorau posibl i'r arc plasma drosglwyddo i'r darn gwaith. Unwaith y bydd yr arc plasma wedi'i drosglwyddo, gall gynhesu'n llwyr. Ar y pwynt hwn mae'r ffagl yn symud i'r uchder tyllu, sef pellter mwy diogel o'r darn gwaith ac ymhellach o chwythu'r deunydd tawdd yn ôl. Mae'r ffagl yn cynnal y pellter hwn nes bod yr arc plasma yn treiddio'r plât yn llwyr. Ar ôl i'r oedi tyllu gael ei gwblhau, mae'r ffagl yn symud i lawr tuag at y plât metel ac yn dechrau'r symudiad torri (gweler Ffigur 4).
Unwaith eto, mae'r holl ddeallusrwydd hwn fel arfer wedi'i gynnwys yn y rheolydd plasma a ddefnyddir ar gyfer torri dalennau, nid y rheolydd robot. Mae gan dorri robotig haen arall o gymhlethdod hefyd. Mae tyllu ar yr uchder anghywir yn ddigon drwg, ond wrth dorri siapiau aml-echelin, efallai na fydd y ffagl yn y cyfeiriad gorau ar gyfer y darn gwaith a thrwch y deunydd. Os nad yw'r ffagl yn berpendicwlar i'r wyneb metel y mae'n ei dyllu, bydd yn torri trawsdoriad mwy trwchus nag sydd ei angen, gan wastraffu bywyd traul. Yn ogystal, gall tyllu darn gwaith wedi'i gyfuchlinio yn y cyfeiriad anghywir osod cynulliad y ffagl yn rhy agos at wyneb y darn gwaith, gan ei amlygu i chwythu toddi ac achosi methiant cynamserol (gweler Ffigur 5).
Ystyriwch gymhwysiad torri plasma robotig sy'n cynnwys plygu pen llestr pwysau. Yn debyg i dorri dalennau, dylid gosod y ffagl robotig yn berpendicwlar i wyneb y deunydd i sicrhau'r trawsdoriad teneuaf posibl ar gyfer tyllu. Wrth i'r ffagl plasma agosáu at y darn gwaith, mae'n defnyddio synhwyro uchder nes iddo ddod o hyd i wyneb y llestr, yna'n tynnu'n ôl ar hyd echel y ffagl i drosglwyddo uchder. Ar ôl i'r arc gael ei drosglwyddo, caiff y ffagl ei thynnu'n ôl eto ar hyd echel y ffagl i dyllu uchder, yn ddiogel i ffwrdd o chwythu'n ôl (gweler Ffigur 6).
Unwaith y bydd yr oedi tyllu wedi dod i ben, caiff y ffagl ei gostwng i'r uchder torri. Wrth brosesu cyfuchliniau, caiff y ffagl ei chylchdroi i'r cyfeiriad torri a ddymunir ar yr un pryd neu fesul cam. Ar y pwynt hwn, mae'r dilyniant torri yn dechrau.
Gelwir robotiaid yn systemau gorbenderfynol. Wedi dweud hynny, mae ganddo sawl ffordd i gyrraedd yr un pwynt. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid i unrhyw un sy'n dysgu robot i symud, neu unrhyw un arall, feddu ar lefel benodol o arbenigedd, boed hynny wrth ddeall symudiad robot neu ofynion peiriannu torri plasma.
Er bod tlws crog addysgu wedi esblygu, nid yw rhai tasgau'n addas yn eu hanfod ar gyfer rhaglennu tlws crog addysgu—yn enwedig tasgau sy'n cynnwys nifer fawr o rannau cymysg o gyfaint isel. Nid yw robotiaid yn cynhyrchu pan gânt eu haddysgu, a gall yr addysgu ei hun gymryd oriau, neu hyd yn oed ddyddiau ar gyfer rhannau cymhleth.
Bydd meddalwedd rhaglennu robotiaid all-lein a gynlluniwyd gyda modiwlau torri plasma yn ymgorffori'r arbenigedd hwn (gweler Ffigur 7). Mae hyn yn cynnwys cyfeiriad torri nwy plasma, synhwyro uchder cychwynnol, dilyniannu tyllu, ac optimeiddio cyflymder torri ar gyfer prosesau ffagl a plasma.
Ffigur 2. Mae ffaglau miniog (“pigfain”) yn fwy addas ar gyfer torri plasma robotig. Ond hyd yn oed gyda'r geometregau ffaglau hyn, mae'n well cynyddu uchder y toriad i leihau'r siawns o wrthdrawiadau.
Mae'r feddalwedd yn darparu'r arbenigedd roboteg sydd ei angen i raglennu systemau gorbenderfynedig. Mae'n rheoli unigoliaethau, neu sefyllfaoedd lle na all yr effeithydd terfynol robotig (yn yr achos hwn, y torch plasma) gyrraedd y darn gwaith; terfynau cymalau; gor-deithio; rholio drosodd arddwrn; canfod gwrthdrawiadau; echelinau allanol; ac optimeiddio llwybr offer. Yn gyntaf, mae'r rhaglennwr yn mewnforio ffeil CAD y rhan orffenedig i feddalwedd rhaglennu robotiaid all-lein, yna'n diffinio'r ymyl i'w thorri, ynghyd â'r pwynt tyllu a pharamedrau eraill, gan ystyried cyfyngiadau gwrthdrawiad ac ystod.
Mae rhai o'r fersiynau diweddaraf o feddalwedd roboteg all-lein yn defnyddio'r hyn a elwir yn raglennu all-lein sy'n seiliedig ar dasgau. Mae'r dull hwn yn caniatáu i raglenwyr gynhyrchu llwybrau torri yn awtomatig a dewis proffiliau lluosog ar unwaith. Gallai'r rhaglennwr ddewis dewiswr llwybr ymyl sy'n dangos y llwybr a'r cyfeiriad torri, ac yna dewis newid y pwyntiau cychwyn a gorffen, yn ogystal â chyfeiriad a gogwydd y ffagl plasma. Yn gyffredinol, mae rhaglennu'n dechrau (yn annibynnol ar frand y fraich robotig neu'r system plasma) ac yn symud ymlaen i gynnwys model robot penodol.
Gall yr efelychiad sy'n deillio o hyn ystyried popeth yn y gell robotig, gan gynnwys elfennau fel rhwystrau diogelwch, gosodiadau, a ffaglau plasma. Yna mae'n ystyried unrhyw wallau cinematig a gwrthdrawiadau posibl i'r gweithredwr, a all wedyn gywiro'r broblem. Er enghraifft, gallai efelychiad ddatgelu problem gwrthdrawiad rhwng dau doriad gwahanol ym mhen llestr pwysau. Mae pob toriad ar uchder gwahanol ar hyd cyfuchlin y pen, felly mae'n rhaid i symudiad cyflym rhwng toriadau ystyried y cliriad angenrheidiol - manylyn bach, wedi'i ddatrys cyn i'r gwaith gyrraedd y llawr, sy'n helpu i ddileu cur pen a gwastraff.
Mae prinder llafur parhaus a galw cynyddol gan gwsmeriaid wedi annog mwy o weithgynhyrchwyr i droi at dorri plasma robotig. Yn anffodus, mae llawer o bobl yn plymio i'r dŵr dim ond i ddarganfod mwy o gymhlethdodau, yn enwedig pan nad oes gan y bobl sy'n integreiddio awtomeiddio wybodaeth am y broses dorri plasma. Dim ond rhwystredigaeth y bydd y llwybr hwn yn ei arwain.
Integreiddiwch wybodaeth torri plasma o'r cychwyn cyntaf, a bydd pethau'n newid. Gyda deallusrwydd proses plasma, gall y robot gylchdroi a symud yn ôl yr angen i gyflawni'r tyllu mwyaf effeithlon, gan ymestyn oes nwyddau traul. Mae'n torri i'r cyfeiriad cywir ac yn symud i osgoi unrhyw wrthdrawiad â'r darn gwaith. Wrth ddilyn y llwybr awtomeiddio hwn, mae gweithgynhyrchwyr yn elwa.
Mae'r erthygl hon yn seiliedig ar “Advances in 3D Robotic Plasma Cutting” a gyflwynwyd yng nghynhadledd FABTECH 2021.
FABRICATOR yw cylchgrawn diwydiant ffurfio a gweithgynhyrchu metel blaenllaw Gogledd America. Mae'r cylchgrawn yn darparu newyddion, erthyglau technegol a hanesion achosion sy'n galluogi gweithgynhyrchwyr i wneud eu gwaith yn fwy effeithlon. Mae FABRICATOR wedi bod yn gwasanaethu'r diwydiant ers 1970.
Nawr gyda mynediad llawn i rifyn digidol The FABRICATOR, mynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.
Mae rhifyn digidol The Tube & Pipe Journal bellach yn gwbl hygyrch, gan ddarparu mynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.
Mwynhewch fynediad llawn i rifyn digidol STAMPING Journal, sy'n darparu'r datblygiadau technolegol diweddaraf, arferion gorau a newyddion y diwydiant ar gyfer y farchnad stampio metel.
Nawr gyda mynediad llawn i rifyn digidol The Fabricator yn Sbaeneg, mynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.
Amser postio: Mai-25-2022
