Какво е CNC плазмен резак?
CNC плазменото рязане е процес, който реже електропроводими материали посредством ускорена струя гореща плазма. Типичните материали, режени с плазмена горелка, включват стомана, алуминий, месинг и мед, въпреки че могат да се режат и други проводими метали. CNC плазменият резач често се използва в производствени цехове, ремонт и реставрация на автомобили, промишлено строителство и операции по бракуване и скрап. Поради високата скорост и прецизните рязания, съчетани с ниска цена, CNC плазменият резач намира широко приложение - от големи промишлени CNC приложения до малки любителски работилници.
Основният процес на CNC плазмено рязане включва създаване на електрически канал от прегрят, електрически йонизиран газ, т.е. плазма, от самия CNC плазмен резак, през детайла, който ще се реже, като по този начин се образува завършена електрическа верига обратно към CNC плазмения резак чрез заземяваща скоба. Това се постига чрез сгъстен газ (кислород, въздух, инертен и други, в зависимост от материала, който се реже), който се продухва през фокусирана дюза с висока скорост към детайла. След това в газа се образува електрическа дъга, между електрод близо до или интегриран в газовата дюза и самия детайл. Електрическата дъга йонизира част от газа, като по този начин създава електрически проводим канал от плазма. Докато електричеството от режещата горелка се движи надолу по тази плазма, то доставя достатъчно топлина, за да разтопи детайла. В същото време голяма част от плазмата с висока скорост и сгъстеният газ издухват горещия разтопен метал, като по този начин разделят, т.е. режат детайла.
Тъй като CNC плазмени фрези Тъй като произвеждат много горещ и много локализиран „конус“ за рязане, те са изключително полезни за рязане на ламарина в извити или ъглови форми.
Аналоговите CNC плазмени резачки, обикновено изискващи повече от 2 киловата, използват мощен трансформатор с мрежова честота. Инверторните плазмени резачки коригират мрежовото захранване в постоянен ток, който се подава към високочестотен транзисторен инвертор между 10 kHz и около 200 kHz. По-високите честоти на превключване позволяват по-малък трансформатор, което води до общи размери и намаляване на w8.
Използваните транзистори първоначално са били MOSFET, но сега все по-често се използват IGBT. При паралелно свързаните MOSFET, ако един от транзисторите се активира преждевременно, това може да доведе до каскадна повреда на една четвърт от инвертора. По-късно изобретение, IGBT, не е толкова податливо на този режим на повреда. IGBT обикновено могат да се намерят във високотокови машини, където не е възможно да се свържат паралелно достатъчно MOSFET транзистори.
Топологията с импулсен режим се нарича двутранзисторен офлайн преобразувател с предно предаване. Въпреки че са по-леки и по-мощни, някои инверторни плазмени резачки, особено тези без корекция на фактора на мощността, не могат да се захранват от генератор (това означава, че производителят на инверторния модул забранява това; това е валидно само за малки, леки преносими генератори). По-новите модели обаче имат вътрешни схеми, които позволяват на модули без корекция на фактора на мощността да работят с генератори с малка мощност.
Някои производители на CNC плазмени резачки изграждат CNC маси за рязане, а други имат вграден режещ механизъм в масата. CNC масите позволяват на компютър да управлява главата на горелката, произвеждайки чисти, остри разрези. Съвременното CNC плазмено оборудване е способно на многоосно рязане на дебел материал, което дава възможности за сложни заваръчни шевове, които иначе не биха били възможни. За по-тънки материали CNC плазменото рязане все повече се заменя с лазерно рязане, главно поради превъзходните способности на лазерния резец за рязане на отвори.
Специализирано приложение на CNC плазмените резачки е в ОВК индустрията. Софтуерът обработва информация за въздуховодните системи и създава плоски шаблони, които да се режат на масата за рязане с плазмената горелка. Тази технология е увеличила значително производителността в индустрията от въвеждането си в началото на 1980-те години на миналия век.
За какво се използва CNC плазмен резак?
Плазменият резач е често използван инструмент за рязане на метали за добър тип функции. Ръчният плазмен резач е чудесен инструмент за бързо рязане на листове, метални плочи, ленти, болтове, тръби и др. Ръчните плазмени горелки също така създават чудесен инструмент за рубене, за задно рубене на заваръчни шевове или за отстраняване на дефектни заварки. Ръчният плазмен резач обикновено се използва за рязане на малки форми от плочи, но не е възможно да се постигне достатъчна полуточност или качество на ръбовете за много метални изделия. Ето защо CNC плазменият резач е от решаващо значение.
CNC плазменият резак е машина, която носи плазмена горелка и може да я движи по траектория, определена от компютър. Терминът „CNC“ означава „компютърно цифрово управление“, което означава, че компютър се използва за управление на движението на машината, подкрепено от числови кодове в програма.
CNC плазмените резачки се използват и в много работилници за създаване на декоративни метални изделия. Например, търговски и жилищни табели, стенно изкуство, адресни табели и градинско изкуство за открито.
CNC плазмен резак срещу ръчен плазмен резак
CNC плазмените резачки обикновено използват различен тип плазмена система от ръчните приложения за рязане, специално проектирана за „механизирано“ рязане, вместо за ръчно рязане. CNC плазмените резачки използват права горелка, която може да се носи от машина и има някакъв вид интерфейс, който може да се управлява автоматично от CNC. Има някои машини от начално ниво, които могат да носят горелка, предназначена за ръчно рязане, като например машините PlasmaCAM. Но всяка машина, проектирана за сериозно производство или изработка, ще използва механизирана горелка и плазмена система.
Части за CNC плазмен резак
CNC системата е и контролер за машинни инструменти със собствен интерфейсен панел и специално проектирана конзола за управление, като например контролер Fanuc, Allen-Bradley или Seimens. Или може да е толкова просто, колкото лаптоп, базиран на Windows, на който се изпълнява специален пакетен софтуер и се управляват машинните задвижвания през LAN порта. Много машини от начално ниво, HVAC машини и дори някои прецизни унифицирани машини използват лаптоп или компютър като контролер.
За да се изрежат компоненти от плоча, движението на горелката се контролира от CNC системата. Програма за площ, понякога просто компютърен файл с „M-кодове“ и „G-кодове“, описва контурите на половината и показва включването и изключването на горелката. Програмите за половини понякога се създават от част от пакета, наречена „постпроцесор“, която може да вземе чиста математика от CAD файл и да я преобразува в M-кодове и G-кодове, които CNC системата може да преглежда.
CNC плазменият резак се нуждае и от задвижваща система, състояща се от задвижващи усилватели, двигатели, енкодери и кабели. Ще има поне 2 двигателя, един за координатната ос и един за координатната ос. За всеки двигател има задвижващо електронно устройство, което приема нискоенергиен сигнал от CNC и го преобразува в високоенергиен сигнал, за да управлява двигателя. Всяка ос включва механизъм за обратна връзка, понякога енкодер, който генерира цифров сигнал, показващ как се е захванала оста. Кабелите свързват устройството с електронното устройство с двигателя и пренасят сигналите за позиция от енкодера обратно към CNC.
CNC системата отчита полупрограмата, след което извежда сигнали към задвижващата система на машината, която движи горелката в желаната посока с програмираната скорост. CNC системата отчита обратната връзка от енкодера и прави корекции на задвижващите сигнали pro re nata, за да поддържа движението на горелката по програмираната траектория. Цялата физика в CNC системата и задвижващата система работи и комуникира изключително бързо, обикновено измерва и променя данни за позицията на всеки няколко милисекунди. Това позволява движението на машината да бъде достатъчно плавно и правилно, за да осигури на плазмено рязаните компоненти гладко, праволинейно, постоянно качество на ръбовете и прецизни полуразмери.
CNC плазмената система може да има някакъв вид „I/O система“, електрическа система, която обработва входове и изходи. Това е често срещано явление, но CNC системата активира плазмата в желаното време, като например включва изход, който затваря реле. CNC системата използва входове, за да разбере кога плазмената дъга е стартирала и е готова за маневриране. Това са най-важните необходими входове и изходи, но очевидно често има и други.
Много алтернативни подсистеми и опции често са допълнителни, като например системи за управление на напрежението на дъгата h8, системи за плазмено скосяване, интегрирани системи за управление на плазмата и т.н. Въпреки това, основите на CNC плазмения резак, описани по-горе, ще бъдат общи за всяка или всички такива машини, от най-добрите до най-сложните.
През последните години има още по-голямо развитие. Традиционно масите за рязане на машините са били хоризонтални, но сега се предлагат вертикални CNC машини за плазмено рязане, които осигуряват по-малък размер, повишена гъвкавост, оптимална безопасност и по-бърза работа.
