Современная машина для термической резки

8 Июня 2011 Машина для термической резки (далее МТР) предна­значена для фигурного рас­кроя листовой низкоуглеро­дистой стали и ее сплавов, а также цветных металлов. Эти машины выпускаются с различной (кислородной, плазменной) технологичес­кой оснасткой. Применяют­ся в заготовительных про­изводствах.

Современная МТР должна обеспечи­вать высокую производительность и ка­чество вырезанных деталей, при кото­ром нет необходимости дополнитель­ной обработки, такой как зачистка гра­та и фрезерование кромки. Вырезанные детали должны соответствовать допус­ку, иметь перпендикулярную кромку с минимальной насечкой. Остановки на ремонт машин должны быть сведены к минимуму, не принося заметного сни­жения производительности.

Безопасность. Машина должна обеспечивать защиту оператора от из­лучения и шумового давления при плазменной резке, а также защиту оборудования от аварийных ситуаций, таких как: отключение сети, падение давления технологических газов, упор резака в разрезаемый лист, наезд на препятствие, изменения направления истечения технологических газов.

Экология. Эксплуатация МТР в со­ответствии с современными экологи­ческими нормами возможна только при наличии вытяжной вентиляции, которая очищает рабочую зону от продуктов сгорания. Ведущие произ­водители предлагают ее в виде опции либо обеспечивают заказчиков соот­ветствующим проектом.

Сервис. Для того чтобы свести простои машины к минимуму, систе­ма управления должна иметь встроен­ную систему проверки ошибок, выда­ющую данные проверки оператору и сервисной службе. Сервисная служба должна иметь возможность быстрой проверки всех систем машины.

Технические требования к современной машине. Для удовлетворения вышеука­занных требований необходимо высоко­качественное изготовление механичес­ких узлов МТР, точность изготовления основных деталей должна быть на поря­док выше, чем допуск, гарантируемый при прочерчивании контура вырезаемой детали. Особые требования предъявля­ются к координатной системе электро­привода. Электродвигатель должен иметь достаточный запас мощности, ко­ординатный редуктор не иметь люфтов во время всего времени эксплуатации. Вся система должна обеспечивать плав­ность хода во всем диапазоне скоростей. На современных плазменных машинах скорость перегона между контурами для резки находится в диапазоне 12-40 м/мин, контурная скорость плазменной резки до 12 м/мин. При газокислород­ной резке больших толщин система электропривода должна обеспечивать плавность хода на малых скоростях для сведения насечек к минимуму.
Все вышеуказанное должна обеспе­чивать не только высококачественная механика, но и соответствующая систе­ма CNC управления, обеспечивающая постоянное качество резки, которое в большей степени зависит от равномер­ности движения резака по контуру и поддержания рабочего зазора между ре­заком и разрезаемым листом, качества технологических газов. Резаки должны быть снабжены устройствами защиты от столкновения и системами электро­дугового либо емкостного сканирова­ния, обеспечивающими поиск листа и поддержание рабочего зазора.

CNC управление. Для обеспечения высокого качества резки необходимо очень точное введение параметров резки с помощью станочных констант либо методом программирования.
Новые системы CNC управления способны выполнять гораздо большее, чем простое управление машиной. Современные системы управления способны контролировать весь про­цесс резки, оптимизировать его, авто­матически вводя нужные параметры, такие как скорость резки, расход тех­нологических газов, высота резака при пробивке и во время резки, торможе­ние на острых углах с автоматическим изменением тока дуги и расходов газов. Более того, соединенные с ком­пьютерной сетью и Интернетом, эти системы могут проверяться сервис­ным центром заводов-изготовителей и обновлять технологическую базу.

Технологическая оснастка. Современные режущие машины обычно оборудуются резаками с разной технологической оснасткой: плазменной и газокислородной. При этом плазменные резаки применяют для порезки тонких листов из конструкционной стали либо порезки нержавеющих и цветных листов, а газокислородные резаки для порезки толстых листов из низкоуглеродистой стали.

Плазменная оснастка

Современная плазменная оснастка - довольно дорогое технологическое оборудование, обеспечивающее мак­симальную производительность при порезке тонких листов толщиной до 30 мм. В качестве плазмообразующего газа применяют азот, воздух, аргон, для получения наивысшего качества - специальные смеси. Для уменьшения насыщения азотом кромки в качестве основного газа применяют кислород. Срок службы электродов зависит от количества пробивок, длины реза и толщины разрезаемого металла. У современных плазмотронов при цик­ле резки до 30 секунд количество про­бивок достигает более 1000.

Газокислородная оснастка

Традиционная оснастка для порез­ки листов больших толщин - газокис­лородный резак с нижней смеситель­ной камерой и соплом щелевого типа, с высокой чистотой поверхности ка­нала режущего кислорода для созда­ния максимально возможной энергии режущей струи. Таким резаком воз­можна порезка листов до 300 мм. При малом давлении горючего газа приме­няют резаки с верхней смесительной камерой инжекторного типа. Таким резаком обычно режут листы неболь­ших толщин, при этом верхняя кром­ка не оплавляется и остается острой, грат минимальный.
Для подготовки кромок под сварку применяют поворотные резаковые блоки, в которых одновременно рабо­тают до трех резаков: причем один уста­новлен вертикально, два других - под углом. Система управления обеспечи­вает перпендикулярность боковых резаков к контуру резки. Угол наклона можно изменять и таким образом полу­чать различный угол наклона фаски, а также вертикальное притупление.
Такие машины широко применя­ются в заготовительных цехах метал­лообрабатывающих предприятий и в судостроении.

Маркировка

Дополнительно к резке применяют маркировку (разметку), имеющую особое значение для судостроитель­ных предприятий. Для многих режу­щих машин продолжительность мар­кировки соизмерима с продолжитель­ностью процесса резки.
Многие заказчики хотят иметь вы­сокоскоростную маркировку, по­скольку процесс маркировки считает­ся вторым по значению технологичес­ким процессом после резки. Улучше­ние процесса маркировки важно и с точки зрения качества, и с точки зре­ния производительности. Режущая машина, оснащенная разметчиком либо маркировщиком, обеспечивает большие технологические возможности всего технологического цикла раскроя, а так­же улучшает последующие технологи­ческие операции.

Раскрой

Система управления современной ре­жущей машины сопровождается паке­том прикладных программ, что позволя­ет готовить программы и карты раскроя с оптимизацией, позволяет загружать их с ПК, расположенного вне машины.

Заключение

В ближайшем будущем современные режущие машины, открытые для Ин­тернета, смогут работать без участия опе­ратора или с минимальным обслужива­ющим персоналом. Телефонная линия, соединенная с системой управления, позволит передавать данные техничес­кого состояния машины или параметры процесса резания в центр управления машинами. Таким образом, несколько машин могут без проблем управляться одним оператором. В частности, связь с Интернетом дает возможность обнару­жить и исправить сбои, которые могут возникнуть в работе машины. В центре обслуживания может накапливаться и сохраняться в памяти вся информация по работе и управлению машины. В случае возникновения сбоя в работе центр сможет проверить работу маши­ны в определенный период и выяснить причину сбоя. Системы управления бу­дут обеспечивать контроль состояния быстроизнашивающихся деталей плаз­менных резаков. Оператор будет полу­чать сообщение о необходимости заме­ны износившихся элементов заранее, тем самым будет обеспечиваться более высокое качество резки. Процесс плаз­менной резки будет управляться точны­ми параметрами, гарантирующими на­илучшее повторяемое качество резки.

Журнал «Мир техники и технологий», 7/2004