Kas yra CNC plazminis pjaustytuvas?
CNC plazminis pjovimas – tai procesas, kurio metu pagreitinta karštos plazmos srove pjaunamos elektrai laidžios medžiagos. Tipinės plazminiu degikliu pjaunamos medžiagos yra plienas, aliuminis, žalvaris ir varis, nors galima pjauti ir kitus laidžius metalus. CNC plazminis pjaustytuvas dažnai naudojamas gamybos dirbtuvėse, automobilių remonto ir restauravimo, pramoninės statybos, taip pat utilizavimo ir metalo laužo operacijose. Dėl didelio greičio ir tikslaus pjovimo bei mažos kainos CNC plazminis pjaustytuvas yra plačiai naudojamas tiek didelio masto pramoninių CNC įrenginių, tiek mažų mėgėjų dirbtuvių.
Pagrindinis CNC plazminio pjovimo procesas apima perkaitintų, elektra jonizuotų dujų, t. y. plazmos, elektrinio kanalo sukūrimą iš paties CNC plazminio pjaustytuvo per pjaustomą ruošinį, tokiu būdu suformuojant užbaigtą elektros grandinę atgal į CNC plazminį pjaustytuvą per įžeminimo spaustuką. Tai atliekama suslėgtomis dujomis (deguonimi, oru, inertinėmis ir kitomis, priklausomai nuo pjaustomos medžiagos), kurios dideliu greičiu pučiamos per fokusuotą antgalį link ruošinio. Tada dujose, tarp elektrodo, esančio šalia dujų antgalio arba integruoto į jį, ir paties ruošinio, susidaro elektros lankas. Elektrinis lankas jonizuoja dalį dujų, taip sukurdamas elektrai laidų plazmos kanalą. Elektrai tekant iš pjaustytuvo degiklio šia plazma, ji tiekia pakankamai šilumos, kad išsilydytų ruošinys. Tuo pačiu metu didelė dalis didelio greičio plazmos ir suslėgtų dujų išpučia karštą išlydytą metalą, taip atskirdamos, t. y. pjaunant ruošinį.
Nuo CNC plazminiai pjaustytuvai sukuria labai karštą ir labai lokalizuotą „kūgį“ pjovimui, jie yra ypač naudingi pjaustant išlenktas arba kampuotas skardas.
Analoginiuose CNC plazminiuose pjaustytuvuose, kuriems paprastai reikia daugiau nei 2 kilovatų, naudojamas galingas tinklo dažnio transformatorius. Inverteriniai plazminiai pjaustytuvai išlygina tinklo tiekimą į nuolatinę srovę, kuri tiekiama į aukšto dažnio tranzistorinį keitiklį nuo 10 kHz iki maždaug 200 kHz. Didesni perjungimo dažniai leidžia naudoti mažesnį transformatorių, todėl sumažėja bendras dydis ir w8.
Iš pradžių buvo naudojami MOSFET tranzistoriai, tačiau dabar vis dažniau naudojami IGBT. Lygiagrečiai sujungtų MOSFET tranzistorių atveju, jei vienas iš tranzistorių per anksti suaktyvėja, tai gali sukelti ketvirtadalio keitiklio kaskadinį gedimą. Vėlesnis išradimas, IGBT, nėra taip linkęs į šį gedimų režimą. IGBT dažniausiai galima rasti didelės srovės mašinose, kur neįmanoma lygiagrečiai sujungti pakankamai MOSFET tranzistorių.
Perjungimo režimo topologija vadinama dviejų tranzistorių neprisijungusiu tiesioginiu keitikliu. Nors kai kurie inverteriniai plazminiai pjaustytuvai, ypač be galios koeficiento korekcijos, yra lengvesni ir galingesni, jų negalima maitinti iš generatoriaus (tai reiškia, kad inverterio gamintojas draudžia tai daryti; tai galioja tik mažiems, lengviems nešiojamiesiems generatoriams). Tačiau naujesni modeliai turi vidinę grandinę, leidžiančią įrenginiams be galios koeficiento korekcijos maitinti lengvus elektros generatorius.
Kai kurie CNC plazminių pjaustytuvų gamintojai gamina CNC pjovimo stalus, o kai kurie turi įmontuotą pjaustytuvą į stalą. CNC stalai leidžia kompiuteriui valdyti degiklio galvutę, kad būtų galima atlikti švarius ir aštrius pjūvius. Šiuolaikinė CNC plazminė įranga gali pjauti storas medžiagas daugiaašiu būdu, suteikdama galimybę sukurti sudėtingas suvirinimo siūles, kurios kitaip nebūtų įmanomos. Plonesnėms medžiagoms CNC plazminį pjovimą vis labiau keičia lazerinis pjovimas, daugiausia dėl geresnių lazerinio pjaustytuvo skylių pjovimo galimybių.
Specialiai CNC plazminio pjovimo staklės naudojamos ŠVOK pramonėje. Programinė įranga apdoroja informaciją apie ortakius ir sukuria plokščius raštus, kurie pjaustomi ant pjovimo stalo plazminiu degikliu. Ši technologija nuo jos atsiradimo devintojo dešimtmečio pradžioje labai padidino pramonės produktyvumą.
Kam naudojamas CNC plazminis pjaustytuvas?
Plazminis pjaustytuvas yra dažniausiai naudojamas įrankis metalams pjauti įvairiems tikslams. Rankinis plazminis pjaustytuvas yra puikus įrankis greitai pjauti lakštus, metalines plokštes, juostas, varžtus, vamzdžius ir kt. Rankiniai plazminiai degikliai taip pat yra puikus įrankis drožimui, suvirinimo siūlių iškalimui arba defektinių suvirinimo siūlių šalinimui. Rankinis plazminis pjaustytuvas dažniausiai naudojamas mažoms formoms pjauti iš plokštės, tačiau daugeliui metalo gaminių neįmanoma pasiekti tinkamo pusinio tikslumo ar briaunų kokybės. Štai kodėl CNC plazminis pjaustytuvas yra labai svarbus.
CNC plazminis pjaustytuvas yra mašina, turinti plazminį degiklį ir galinti judinti tą degiklį kompiuterio nurodytu keliu. Terminas „CNC“ reiškia „kompiuterinį skaitmeninį valdymą“, o tai reiškia, kad kompiuteris naudojamas valdyti mašinos judesį, pagrįstą skaitmeniniais kodais programoje.
CNC plazminiai pjaustytuvai taip pat naudojami daugelyje dirbtuvių dekoratyviniams metalo gaminiams kurti. Pavyzdžiui, komerciniams ir gyvenamiesiems iškaboms, sienų menui, adresų iškaboms ir lauko sodo menui.
CNC plazminis pjaustytuvas ir rankinis plazminis pjaustytuvas
CNC plazminiuose pjaustytuvuose paprastai naudojama kitokio tipo plazminė sistema nei rankiniuose pjovimo įrenginiuose, specialiai sukurta „mechanizuotam“ pjovimui, o ne rankiniam pjovimui. CNC plazminiuose pjaustytuvuose naudojamas tiesaus vamzdžio degiklis, kurį gali nešti mašina, ir tam tikra sąsaja, kurią CNC gali automatiškai valdyti. Yra keletas pradinio lygio mašinų, kurios gali turėti rankiniam pjovimui skirtą degiklį, pavyzdžiui, „PlasmaCAM“ mašinos. Tačiau bet kurioje mašinoje, skirtoje rimtai gamybai ar perdirbimui, bus naudojamas mechanizuotas degiklis ir plazminė sistema.
CNC plazminio pjaustytuvo dalys
CNC taip pat yra asocijuotojo laipsnio faktinis valdiklis, skirtas staklėms, turintis patentuotą sąsajos skydelį ir specialiai sukurtą valdymo pultą, pvz., „Fanuc“, „Allen-Bradley“ arba „Siemens“ valdiklį. Arba tai gali būti taip paprasta, kaip „Windows“ pagrindu veikiantis nešiojamasis kompiuteris, kuriame veikia speciali programų paketas, ir valdyti įrenginio pavaras per LAN prievadą. Daugelyje pradinio lygio įrenginių, ŠVOK įrenginių ir net kai kurių tiksliųjų įrenginių valdikliu naudojamas nešiojamasis kompiuteris arba asmeninis kompiuteris.
Norint išpjauti komponentus iš plokštės, degiklio judesį valdo CNC. Srities programa, kartais tiesiog kompiuterinis failas su „M kodais“ ir „G kodais“, aprašo pusės kontūrus ir vieną kartą rodo, kaip degiklis įjungtas ir išjungtas. Pusės programas kartais sukuria programos dalis, vadinama „postprocesoriumi“, kuri gali paimti matematinius duomenis iš CAD failo ir paversti juos M ir G kodais, kuriuos CNC gali peržiūrėti.
CNC plazminiam pjaustytuvui taip pat reikalinga pavaros sistema, kurią sudaro pavaros stiprintuvai, varikliai, kodavimo įrenginiai ir kabeliai. Bus mažiausiai 2 varikliai, vienas koordinacinei ašiai ir vienas koordinacinei ašiai. Kiekvienam varikliui yra pavaros elektroninė įranga, kuri gauna mažos galios signalą iš CNC ir paverčia jį didesnės galios signalu, skirtu varikliui valdyti. Kiekviena ašis turi grįžtamojo ryšio mechanizmą, kartais lygiagretaus laipsnio kodavimo įrenginį, kuris sukuria skaitmeninį signalą, rodantį, kaip ašis yra fiksuota. Kabeliai jungia įrenginį nuo elektroninės įrangos iki variklio ir perduoda padėties signalus iš kodavimo įrenginio atgal į CNC.
CNC nuskaito pusės programą, tada siunčia signalus į mašinos pavaros sistemą, kuri judina degiklį norima kryptimi užprogramuotu greičiu. CNC nuskaito kodavimo įrenginio grįžtamąjį ryšį ir pro re nata koreguoja pavaros signalus, kad degiklis judėtų užprogramuotu keliu. Visi CNC ir pavaros sistemos fizikiniai elementai veikia ir keičiasi labai greitai, paprastai matavimai ir padėties duomenų keitimas vyksta kas kelias milisekundes. Tai leidžia mašinos judėjimui būti pakankamai sklandžiam ir tiksliam, kad plazminiu būdu pjaustyti komponentai būtų lygūs, tiesūs, nuoseklios briaunos kokybės ir tikslūs pusės matmenys.
CNC plazminė sistema gali turėti tam tikrą „įvesties/išvesties sistemą“ – asocijuotąją elektros sistemą, kuri tvarko įvestis ir išvestis. Dažnai CNC aktyvuoja plazmą tinkamu laiku, pavyzdžiui, įjungdama asocijuotąją išvestį, kuri uždaro relę. CNC naudoja įvestis, kad užfiksuotų plazmos lanko pradžią ir pasiruošimą judėti. Tai yra svarbiausios reikalingos įvesties ir išvesties, tačiau akivaizdu, kad jų dažnai yra daugiau.
Daugelis alternatyvių posistemių ir parinkčių dažnai yra papildomos, pavyzdžiui, lanko įtampos H8 valdymo sistemos, plazmos nuožulnumo sistemos, integruotos plazmos valdymo sistemos ir pan. Tačiau aukščiau aprašyti CNC plazminio pjaustytuvo pagrindai bus bendri visoms tokioms mašinoms, nuo geriausių iki sudėtingiausių.
Pastaraisiais metais įvyko dar daugiau pokyčių. Tradiciškai staklių pjovimo stalai buvo horizontalūs, tačiau dabar galima įsigyti vertikalių CNC plazminio pjovimo staklių, kurios užima mažiau vietos, yra lankstesnės, užtikrina optimalų saugumą ir greitesnį veikimą.
