Entegre robotik plazma kesimi, robotik kolun ucuna takılı bir meşaleden daha fazlasını gerektirir. Plazma kesim süreci bilgisi anahtardır.hazine
Sektördeki metal imalatçıları (atölyeler, ağır makineler, gemi inşası ve yapısal çelik) kalite gereksinimlerini aşarken zorlu teslimat beklentilerini karşılamaya çalışırlar. Nitelikli iş gücünü elde tutmanın sürekli var olan sorunuyla uğraşırken sürekli olarak maliyetleri düşürmeye çalışırlar. İş kolay değildir.
Bu sorunların birçoğunun kökeni, özellikle endüstriyel kap kapakları, kavisli yapısal çelik bileşenleri ve borular gibi karmaşık şekilli ürünlerin üretiminde, endüstride hala yaygın olan manuel işlemlere kadar uzanmaktadır. Birçok üretici, işleme sürelerinin yüzde 25 ila 50'sini manuel markalama, kalite kontrol ve dönüştürmeye ayırırken, gerçek kesme süresi (genellikle elde tutulan bir oksijen veya plazma kesiciyle) yalnızca yüzde 10 ila 20'dir.
Bu tür manuel işlemlerde harcanan zamana ek olarak, bu kesimlerin çoğu yanlış özellik konumları, boyutlar veya toleranslar etrafında yapılır ve taşlama ve yeniden işleme gibi kapsamlı ikincil işlemler veya daha kötüsü, hurdaya çıkarılması gereken malzemeler gerektirir. Birçok mağaza, toplam işleme sürelerinin %40'ına kadarını bu düşük değerli işe ve israfa ayırır.
Tüm bunlar, sektörün otomasyona doğru yönelmesine yol açtı. Karmaşık çok eksenli parçalar için manuel torç kesim işlemlerini otomatikleştiren bir atölye, robotik bir plazma kesim hücresi uyguladı ve şaşırtıcı olmayan bir şekilde büyük kazanımlar elde etti. Bu işlem manuel düzeni ortadan kaldırıyor ve 5 kişinin 6 saatini alacak bir iş artık bir robot kullanılarak sadece 18 dakikada yapılabiliyor.
Avantajları açık olsa da, robotik plazma kesiminin uygulanması yalnızca bir robot ve plazma torcu satın almaktan daha fazlasını gerektirir. Robotik plazma kesimi düşünüyorsanız, bütünsel bir yaklaşım benimsediğinizden ve tüm değer akışına baktığınızdan emin olun. Ayrıca, tüm gereksinimlerin pil tasarımına entegre edilmesini sağlamak için plazma teknolojisini ve gerekli sistem bileşenlerini ve süreçlerini anlayan ve bilen, üretici tarafından eğitilmiş bir sistem entegratörü ile çalışın.
Ayrıca, herhangi bir robotik plazma kesme sisteminin tartışmasız en önemli bileşenlerinden biri olan yazılımı da göz önünde bulundurun. Bir sisteme yatırım yaptıysanız ve yazılımın kullanımı zorsa, çalıştırılması çok fazla uzmanlık gerektiriyorsa veya robotu plazma kesmeye uyarlamanın ve kesme yolunu öğretmenin çok zaman aldığını düşünüyorsanız, sadece çok fazla para harcıyorsunuz demektir.
Robotik simülasyon yazılımları yaygın olsa da, etkili robotik plazma kesme hücreleri, robot yol programlamasını otomatik olarak gerçekleştirecek, çarpışmaları belirleyip telafi edecek ve plazma kesme işlemi bilgisini entegre edecek çevrimdışı robotik programlama yazılımını kullanır. Derin plazma işlemi bilgisini dahil etmek anahtardır. Bu tür yazılımlarla, en karmaşık robotik plazma kesme uygulamalarının bile otomatikleştirilmesi çok daha kolay hale gelir.
Karmaşık çok eksenli şekillerin plazma kesimi, benzersiz bir torç geometrisi gerektirir. Tipik bir XY uygulamasında kullanılan torç geometrisini (bkz. Şekil 1) kavisli bir basınç kabı başlığı gibi karmaşık bir şekle uygularsanız, çarpışma olasılığını artırırsınız. Bu nedenle, keskin açılı torçlar ("sivri" tasarıma sahip) robotik şekil kesimi için daha uygundur.
Her türlü çarpışma yalnızca keskin açılı bir el feneri ile önlenemez. Parça programı, çarpışmaları önlemek için kesim yüksekliğinde değişiklikler (yani, torç ucunun iş parçasına kadar boşluk olması gerekir) de içermelidir (bkz. Şekil 2).
Kesme işlemi sırasında plazma gazı, torç gövdesinden aşağı doğru girdap yönünde akar ve torç ucuna ulaşır. Bu dönme hareketi, santrifüj kuvvetinin ağır parçacıkları gaz kolonundan nozul deliğinin çevresine çekmesini sağlar ve torç tertibatını sıcak elektronların akışından korur. Plazmanın sıcaklığı 20.000 santigrat dereceye yakınken, torçun bakır parçaları 1.100 santigrat derecede erir. Sarf malzemelerinin korunmaya ihtiyacı vardır ve ağır parçacıklardan oluşan bir yalıtım tabakası koruma sağlar.
Şekil 1. Standart torç gövdeleri sac metal kesimi için tasarlanmıştır. Aynı torcun çok eksenli bir uygulamada kullanılması iş parçasıyla çarpışma olasılığını artırır.
Girdap, kesimin bir tarafını diğerinden daha sıcak hale getirir. Saat yönünde dönen gaza sahip torçlar, genellikle kesimin sıcak tarafını arkın sağ tarafına yerleştirir (kesim yönünde yukarıdan bakıldığında). Bu, proses mühendisinin kesimin iyi tarafını optimize etmek için çok çalıştığı ve kötü tarafın (sol) hurda olacağını varsaydığı anlamına gelir (bkz. Şekil 3).
Dahili özellikler saat yönünün tersine kesilmeli ve plazmanın sıcak tarafı sağ tarafta (parçanın kenar tarafı) temiz bir kesim yapmalıdır. Bunun yerine, parçanın çevresi saat yönünde kesilmelidir. Meşale yanlış yönde keserse, kesim profilinde büyük bir konikliğe neden olabilir ve parçanın kenarındaki çapağı artırabilir. Esasen, hurdaya "iyi kesimler" yapıyorsunuz.
Çoğu plazma panel kesme masasının, ark kesiminin yönüne ilişkin olarak kontrolöre yerleştirilmiş bir işlem zekasına sahip olduğunu unutmayın. Ancak robotik alanında, bu ayrıntılar mutlaka bilinmez veya anlaşılmaz ve bunlar henüz tipik bir robot kontrolörüne yerleştirilmemiştir; bu nedenle, gömülü plazma işlemi hakkında bilgi sahibi çevrimdışı robot programlama yazılımına sahip olmak önemlidir.
Metali delmek için kullanılan torç hareketi, plazma kesme sarf malzemeleri üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Plazma torçu sacı kesme yüksekliğinde (iş parçasına çok yakın) delerse, erimiş metalin geri tepmesi kalkan ve nozüle hızla zarar verebilir. Bu, düşük kesim kalitesine ve azalan sarf malzemesi ömrüne neden olur.
Bu durum, bir portal ile sac kesme uygulamalarında nadiren gerçekleşir, çünkü yüksek düzeydeki torç uzmanlığı kontrol ünitesine zaten yerleştirilmiştir. Operatör, uygun delme yüksekliğini sağlamak için bir dizi olayı başlatan delme sırasını başlatmak için bir düğmeye basar.
Öncelikle, meşale, genellikle iş parçası yüzeyini algılamak için ohmik bir sinyal kullanarak bir yükseklik algılama prosedürü gerçekleştirir. Plakayı konumlandırdıktan sonra, meşale, plazma arkının iş parçasına aktarılması için en uygun mesafe olan transfer yüksekliğine plakadan geri çekilir. Plazma arkı aktarıldıktan sonra, tamamen ısınabilir. Bu noktada, meşale, iş parçasından daha güvenli bir mesafede ve erimiş malzemenin geri tepmesinden daha uzakta olan delme yüksekliğine hareket eder. Meşale, plazma arkı plakaya tamamen nüfuz edene kadar bu mesafeyi korur. Delme gecikmesi tamamlandıktan sonra, meşale metal plakaya doğru aşağı hareket eder ve kesme hareketine başlar (bkz. Şekil 4).
Tekrar ediyoruz, tüm bu zeka genellikle sac kesimi için kullanılan plazma kontrolörüne yerleştirilir, robot kontrolörüne değil. Robotik kesimin bir de karmaşıklık katmanı vardır. Yanlış yükseklikte delmek yeterince kötüdür, ancak çok eksenli şekilleri keserken, torç iş parçası ve malzeme kalınlığı için en iyi yönde olmayabilir. Torç deldiği metal yüzeye dik değilse, gerekenden daha kalın bir kesit keserek sarf malzemesinin ömrünü boşa harcar. Ek olarak, konturlu bir iş parçasını yanlış yönde delmek, torç tertibatını iş parçası yüzeyine çok yakın yerleştirebilir, eriyik geri tepmesine maruz bırakabilir ve erken arızaya neden olabilir (bkz. Şekil 5).
Basınçlı bir kabın başının bükülmesini içeren bir robotik plazma kesme uygulamasını düşünün. Sac kesme işlemine benzer şekilde, delme için mümkün olan en ince kesiti sağlamak amacıyla robotik torç, malzeme yüzeyine dik olarak yerleştirilmelidir. Plazma torcu iş parçasına yaklaşırken, kap yüzeyini bulana kadar yükseklik algılama özelliğini kullanır, ardından yüksekliği aktarmak için torç ekseni boyunca geri çekilir. Ark aktarıldıktan sonra, torç, geri tepmeden güvenli bir şekilde uzakta delme yüksekliğine ulaşmak için torç ekseni boyunca tekrar geri çekilir (bkz. Şekil 6).
Delme gecikmesi sona erdiğinde, torç kesme yüksekliğine indirilir. Konturları işlerken, torç aynı anda veya adımlarla istenen kesme yönüne döndürülür. Bu noktada, kesme dizisi başlar.
Robotlara aşırı belirlenmiş sistemler denir. Bununla birlikte, aynı noktaya ulaşmanın birden fazla yolu vardır. Bu, bir robota hareket etmeyi öğreten herhangi birinin veya başka birinin, robot hareketini veya plazma kesiminin işleme gereksinimlerini anlama konusunda belirli bir uzmanlık seviyesine sahip olması gerektiği anlamına gelir.
Öğretme kolyeleri evrimleşmiş olsa da, bazı görevler, özellikle çok sayıda karışık, düşük hacimli parça içeren görevler, öğretme kolyesi programlaması için doğal olarak uygun değildir. Robotlar öğretildiklerinde üretim yapmazlar ve öğretimin kendisi karmaşık parçalar için saatler, hatta günler alabilir.
Plazma kesme modülleri ile tasarlanan çevrimdışı robot programlama yazılımı bu uzmanlığı içerecektir (bkz. Şekil 7). Buna plazma gazı kesme yönü, ilk yükseklik algılama, delme sıralaması ve meşale ve plazma işlemleri için kesme hızı optimizasyonu dahildir.
Şekil 2. Keskin ("sivri") torçlar robotik plazma kesimi için daha uygundur. Ancak bu torç geometrilerinde bile çarpışma olasılığını en aza indirmek için kesim yüksekliğini artırmak en iyisidir.
Yazılım, aşırı belirlenmiş sistemleri programlamak için gereken robotik uzmanlığını sağlar. Tekillikleri veya robotik uç efektörünün (bu durumda plazma torçu) iş parçasına ulaşamadığı durumları; eklem sınırlarını; aşırı hareketi; bilek devrilmesini; çarpışma algılamasını; harici eksenleri; ve takım yolu optimizasyonunu yönetir. İlk olarak, programcı bitmiş parçanın CAD dosyasını çevrimdışı robot programlama yazılımına aktarır, ardından çarpışma ve aralık kısıtlamalarını hesaba katarak kesilecek kenarı, delme noktasını ve diğer parametreleri tanımlar.
Çevrimdışı robotik yazılımlarının en son yinelemelerinden bazıları, görev tabanlı çevrimdışı programlama adı verilen yöntemi kullanır. Bu yöntem, programcıların otomatik olarak kesme yolları oluşturmasına ve aynı anda birden fazla profili seçmesine olanak tanır. Programcı, kesme yolunu ve yönünü gösteren bir kenar yolu seçici seçebilir ve ardından plazma torçunun başlangıç ve bitiş noktalarını, yönünü ve eğimini değiştirmeyi seçebilir. Programlama genellikle (robot kolunun veya plazma sisteminin markasından bağımsız olarak) başlar ve belirli bir robot modelini içerecek şekilde devam eder.
Ortaya çıkan simülasyon, güvenlik bariyerleri, sabitleme elemanları ve plazma meşaleleri gibi elemanlar da dahil olmak üzere robotik hücredeki her şeyi hesaba katabilir. Daha sonra operatör için olası kinematik hataları ve çarpışmaları hesaba katar ve operatör daha sonra sorunu düzeltebilir. Örneğin, bir simülasyon, bir basınç kabının başındaki iki farklı kesik arasında bir çarpışma sorununu ortaya çıkarabilir. Her kesi, başın konturu boyunca farklı bir yüksekliktedir, bu nedenle kesiler arasındaki hızlı hareket, gerekli boşluğu hesaba katmalıdır; bu, iş zemine ulaşmadan önce çözülen ve baş ağrılarını ve israfı ortadan kaldırmaya yardımcı olan küçük bir ayrıntıdır.
Sürekli işgücü sıkıntısı ve artan müşteri talebi, daha fazla üreticiyi robotik plazma kesimine yöneltti. Ne yazık ki, birçok kişi, özellikle otomasyonu entegre eden kişiler plazma kesim süreci hakkında bilgi sahibi olmadığında, daha fazla komplikasyon keşfetmek için suya atlıyor. Bu yol sadece hayal kırıklığına yol açacaktır.
Plazma kesme bilgisini en baştan entegre edin ve işler değişir. Plazma işlem zekası ile robot, en verimli delmeyi gerçekleştirmek için gerektiği gibi dönebilir ve hareket edebilir ve böylece sarf malzemelerinin ömrünü uzatır. Doğru yönde keser ve iş parçası çarpışmasını önlemek için manevralar yapar. Bu otomasyon yolunu izleyen üreticiler ödüllerini alırlar.
Bu makale 2021 FABTECH konferansında sunulan “3D Robotik Plazma Kesimindeki Gelişmeler” başlıklı makaleye dayanmaktadır.
FABRICATOR, Kuzey Amerika'nın önde gelen metal şekillendirme ve imalat endüstrisi dergisidir. Dergi, üreticilerin işlerini daha verimli bir şekilde yapmalarını sağlayan haberler, teknik makaleler ve vaka geçmişleri sunar. FABRICATOR, 1970 yılından bu yana sektöre hizmet vermektedir.
Artık The FABRICATOR'ın dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.
The Tube & Pipe Journal'ın dijital versiyonu artık tamamen erişilebilir durumda ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlıyor.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini sağlayan STAMPING Dergisi'nin dijital baskısına tam erişimin keyfini çıkarın.
Artık The Fabricator en Español'un dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.
Yayınlanma zamanı: 25-Mayıs-2022
