Τι είναι ένας κόφτης πλάσματος CNC;
Η κοπή πλάσματος CNC είναι μια διαδικασία που κόβει ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά μέσω ενός επιταχυνόμενου πίδακα θερμού πλάσματος. Τα τυπικά υλικά που κόβονται με φακό πλάσματος περιλαμβάνουν χάλυβα, αλουμίνιο, ορείχαλκο και χαλκό, αν και άλλα αγώγιμα μέταλλα μπορούν επίσης να κοπούν. Ο κόφτης πλάσματος CNC χρησιμοποιείται συχνά σε καταστήματα κατασκευής, επισκευής και αποκατάστασης αυτοκινήτων, βιομηχανικές κατασκευές και εργασίες διάσωσης και διάλυσης. Λόγω της υψηλής ταχύτητας και των κοπών ακριβείας σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος, ο κόφτης πλάσματος CNC χρησιμοποιείται ευρέως από μεγάλης κλίμακας βιομηχανικές εφαρμογές CNC έως και μικρά καταστήματα χομπίστων.
Η βασική διαδικασία κοπής πλάσματος CNC περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού καναλιού υπερθερμασμένου, ηλεκτρικά ιονισμένου αερίου, δηλαδή πλάσματος από τον ίδιο τον κόφτη πλάσματος CNC, μέσω του τεμαχίου εργασίας που πρόκειται να κοπεί, σχηματίζοντας έτσι ένα ολοκληρωμένο ηλεκτρικό κύκλωμα πίσω στον κόφτη πλάσματος CNC μέσω ενός σφιγκτήρα γείωσης. Αυτό επιτυγχάνεται με ένα συμπιεσμένο αέριο (οξυγόνο, αέρας, αδρανές και άλλα ανάλογα με το υλικό που κόβεται) το οποίο διοχετεύεται μέσω ενός εστιασμένου ακροφυσίου με υψηλή ταχύτητα προς το τεμάχιο εργασίας. Στη συνέχεια, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό τόξο μέσα στο αέριο, ανάμεσα σε ένα ηλεκτρόδιο κοντά ή ενσωματωμένο στο ακροφύσιο αερίου και στο ίδιο το τεμάχιο εργασίας. Το ηλεκτρικό τόξο ιονίζει μέρος του αερίου, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικά αγώγιμο κανάλι πλάσματος. Καθώς ο ηλεκτρισμός από τον πυρσό κοπής ταξιδεύει προς τα κάτω σε αυτό το πλάσμα, παρέχει αρκετή θερμότητα για να λιώσει μέσω του τεμαχίου εργασίας. Ταυτόχρονα, μεγάλο μέρος του πλάσματος υψηλής ταχύτητας και του συμπιεσμένου αερίου φυσούν το καυτό λιωμένο μέταλλο μακριά, διαχωρίζοντας έτσι, δηλαδή κόβοντας το τεμάχιο εργασίας.
Από CNC κόφτες πλάσματος παράγουν ένα πολύ ζεστό και πολύ εντοπισμένο "κώνο" για κοπή, είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την κοπή λαμαρίνας σε κυρτά ή γωνιακά σχήματα.
Οι αναλογικοί κόφτες πλάσματος CNC, που συνήθως απαιτούν περισσότερα από 2 κιλοβάτ, χρησιμοποιούν μετασχηματιστή βαριάς συχνότητας δικτύου. Οι κόφτες πλάσματος inverter διορθώνουν την παροχή ρεύματος στο DC, το οποίο τροφοδοτείται σε έναν μετατροπέα τρανζίστορ υψηλής συχνότητας μεταξύ 10 kHz έως περίπου 200 kHz. Οι υψηλότερες συχνότητες μεταγωγής επιτρέπουν μικρότερο μετασχηματιστή με αποτέλεσμα το συνολικό μέγεθος και τη μείωση του w8.
Τα τρανζίστορ που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αρχικά MOSFET, αλλά τώρα χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο IGBT. Με τα παράλληλα MOSFET, εάν ένα από τα τρανζίστορ ενεργοποιηθεί πρόωρα, μπορεί να οδηγήσει σε διαδοχική αστοχία του ενός τετάρτου του μετατροπέα. Μια μεταγενέστερη εφεύρεση, τα IGBT, δεν υπόκεινται τόσο σε αυτόν τον τρόπο αποτυχίας. Τα IGBT μπορούν γενικά να βρεθούν σε μηχανές υψηλού ρεύματος όπου δεν είναι δυνατό να παραλληλιστούν αρκετά τρανζίστορ MOSFET.
Η τοπολογία λειτουργίας διακόπτη αναφέρεται ως μετατροπέας με δύο τρανζίστορ εκτός σύνδεσης προς τα εμπρός. Αν και ελαφρύτεροι και πιο ισχυροί, ορισμένοι κόφτες πλάσματος inverter, ειδικά εκείνοι χωρίς διόρθωση συντελεστή ισχύος, δεν μπορούν να λειτουργήσουν από γεννήτρια (αυτό σημαίνει ότι ο κατασκευαστής της μονάδας μετατροπέα το απαγορεύει· ισχύει μόνο για μικρές, ελαφριές φορητές γεννήτριες). Ωστόσο, τα νεότερα μοντέλα διαθέτουν εσωτερικά κυκλώματα που επιτρέπουν σε μονάδες χωρίς διόρθωση συντελεστή ισχύος να λειτουργούν σε γεννήτριες ελαφριάς ισχύος.
Ορισμένοι κατασκευαστές κοπτικών πλάσματος CNC κατασκευάζουν τραπέζια κοπής CNC και ορισμένοι έχουν τον κόφτη ενσωματωμένο στο τραπέζι. Τα τραπέζια CNC επιτρέπουν σε έναν υπολογιστή να ελέγχει την κεφαλή του φακού δημιουργώντας καθαρές αιχμηρές τομές. Ο σύγχρονος εξοπλισμός πλάσματος CNC είναι ικανός για κοπή πολλαπλών αξόνων παχύ υλικού, επιτρέποντας ευκαιρίες για πολύπλοκες ραφές συγκόλλησης που δεν είναι δυνατές διαφορετικά. Για λεπτότερο υλικό, η κοπή πλάσματος CNC αντικαθίσταται σταδιακά από την κοπή με λέιζερ, κυρίως λόγω των ανώτερων δυνατοτήτων κοπής οπών του κόφτη λέιζερ.
Μια εξειδικευμένη χρήση των Κόφτες πλάσματος CNC ήταν στη βιομηχανία HVAC. Το λογισμικό επεξεργάζεται πληροφορίες σχετικά με τους αγωγούς και δημιουργεί επίπεδα σχέδια που πρέπει να κοπούν στο τραπέζι κοπής από τον φακό πλάσματος. Αυτή η τεχνολογία έχει αυξήσει πάρα πολύ την παραγωγικότητα στη βιομηχανία από την εισαγωγή της στις αρχές της δεκαετίας του 1980.
Σε τι χρησιμεύει ο κόφτης πλάσματος CNC;
Ένας κόφτης πλάσματος είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο εργαλείο για την κοπή μετάλλων για έναν καλό τύπο λειτουργιών. Ένας φορητός κόφτης πλάσματος είναι ένα θαυμάσιο εργαλείο για γρήγορη κοπή φύλλων, μεταλλικών πλακών, ιμάντων, μπουλονιών, σωλήνων κ.λπ. Οι φακοί πλάσματος χειρός δημιουργούν ταυτόχρονα ένα θαυμάσιο εργαλείο σκλήρυνσης, για οπίσθια κοπή αρμών συγκόλλησης ή αφαίρεση ελαττωματικών συγκολλήσεων. Ένας φορητός κόφτης πλάσματος χρησιμοποιείται συνήθως για την κοπή μικροσκοπικών σχημάτων από πλάκα, ωστόσο δεν είναι δυνατό να προκληθεί επαρκής μισή ακρίβεια ή ποιότητα ακμών για πολλές μεταλλικές κατασκευές. γι' αυτό ένας κόφτης πλάσματος CNC είναι κρίσιμος.
Ένας κόφτης πλάσματος CNC είναι μια μηχανή που φέρει έναν πυρσό πλάσματος και μπορεί να κινήσει αυτόν τον πυρσό σε μια συγκεκριμένη διαδρομή που κατευθύνεται από έναν υπολογιστή. Ο όρος «CNC» αναφέρεται στον «Αριθμητικό Έλεγχο Υπολογιστή», που σημαίνει ότι ένας υπολογιστής χρησιμοποιείται για να κατευθύνει την κίνηση της μηχανής που υποστηρίζεται από αριθμητικούς κωδικούς σε ένα πρόγραμμα.
Οι κόφτες πλάσματος CNC χρησιμοποιούνται επίσης σε πολλά εργαστήρια για τη δημιουργία διακοσμητικών μεταλλικών κατασκευών. Για παράδειγμα, εμπορική και οικιακή σήμανση, τέχνη τοίχων, πινακίδες διευθύνσεων και τέχνη υπαίθριου κήπου.
Κόφτης πλάσματος CNC εναντίον Κόφτη πλάσματος χειρός
Οι κόφτες πλάσματος CNC χρησιμοποιούν συνήθως διαφορετικό τύπο συστήματος πλάσματος από τις εφαρμογές κοπής χειρός, ένα ειδικά σχεδιασμένο για «μηχανοποιημένη» κοπή αντί για κοπή χειρός. Οι κόφτες πλάσματος CNC χρησιμοποιούν έναν φακό με ευθεία κάννη που μπορεί να μεταφερθεί από ένα μηχάνημα και έχουν κάποιο τύπο διεπαφής που μπορεί να ελεγχθεί αυτόματα από το CNC. Υπάρχουν ορισμένες μηχανές εισόδου που μπορούν να φέρουν φακό σχεδιασμένο για κοπή στο χέρι, όπως οι μηχανές PlasmaCAM. Αλλά κάθε μηχάνημα σχεδιασμένο για σοβαρή κατασκευή ή κατασκευή θα χρησιμοποιεί μηχανοποιημένο σύστημα πυρσού και πλάσματος.
Μέρη κοπής πλάσματος CNC
Το CNC είναι επίσης πραγματικός ελεγκτής πτυχίου συνεργάτη σχεδιασμένο για εργαλειομηχανές, με ιδιόκτητο πάνελ διασύνδεσης και ειδικά σχεδιασμένη κονσόλα διαχείρισης, όπως ελεγκτής Fanuc, Allen-Bradley ή Seimes. Ή μπορεί κάλλιστα να είναι τόσο εύκολο όσο ένας φορητός υπολογιστής που βασίζεται κυρίως στα Windows που εκτελεί ένα ειδικό πρόγραμμα πακέτου και ενεργεί με τις μονάδες δίσκου του μηχανήματος μέσω της θύρας LAN. Αρκετές μηχανές εισόδου, μηχανές HVAC, ακόμη και ορισμένες ενοποιημένες μηχανές ακρίβειας χρησιμοποιούν φορητό υπολογιστή ή προσωπικό υπολογιστή επειδή ο ελεγκτής.
Για να κόψετε εξαρτήματα από την πλάκα, η κίνηση του φακού ελέγχεται από το CNC. ένα πρόγραμμα περιοχής, μερικές φορές απλώς ένα αρχείο υπολογιστή με "M-codes" και "G-codes", περιγράφει τα περιγράμματα του ημιχρόνου και μία φορά για να δείχνει τον φακό αναμμένο και απενεργοποιημένο. Τα μισά προγράμματα δημιουργούνται μερικές φορές από ένα κομμάτι πακέτου που αναφέρεται ως "μετα-επεξεργαστής", θα|το οποίο μπορεί|μπορεί να λαμβάνει μια περιοχή καθαρά μαθηματικά από ένα αρχείο CAD και να τη μεταφράζει σε M-codes και G-codes που μπορεί να περιηγηθεί το CNC.
Ένας κόφτης πλάσματος CNC χρειάζεται ταυτόχρονα ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης, που αποτελείται από ενισχυτές μετάδοσης κίνησης, κινητήρες, κωδικοποιητές και καλώδια. Θα υπάρχουν τουλάχιστον 2 κινητήρες, ένας για τον άξονα συντεταγμένων και ένας για τον άξονα συντεταγμένων. υπάρχει ένας ηλεκτρονικός εξοπλισμός μετάδοσης κίνησης για κάθε κινητήρα, ο οποίος παίρνει ένα σήμα χαμηλής ισχύος από το CNC και το μετατρέπει σε ένα σήμα υψηλότερης ισχύος για τον ελιγμό του κινητήρα. Κάθε άξονας ενσωματώνει έναν μηχανισμό ανάδρασης, μερικές φορές συνδεδεμένο κωδικοποιητή βαθμών, που δημιουργεί ένα ψηφιακό σήμα που δείχνει τον τρόπο με τον οποίο ο άξονας έχει δέσμευση. Τα καλώδια μεταφέρουν την εγκατάσταση από τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό στον κινητήρα και μεταφέρουν τα σήματα θέσης από τον κωδικοποιητή πίσω στο CNC.
Το CNC διαβάζει το μισό πρόγραμμα και στη συνέχεια εξάγει σήματα στο σύστημα μετάδοσης κίνησης του μηχανήματος που κινεί τον φακό προς την επιθυμητή κατεύθυνση με την προγραμματισμένη ταχύτητα. Το CNC διαβάζει την ανάδραση του κωδικοποιητή και κάνει διορθώσεις στα σήματα της μονάδας εκ των προτέρων για να παραμείνει η κίνηση του φακού στην προγραμματισμένη διαδρομή. Όλη η φυσική στο σύστημα CNC και μονάδας δίσκου λειτουργεί και επικοινωνεί τρομερά γρήγορα, συνήθως μετρώντας και αλλάζει τα δεδομένα θέσης κάθε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό επιτρέπει στην κίνηση του μηχανήματος να είναι αρκετά κομψή και σωστή ώστε να παρέχει κομμένα εξαρτήματα πλάσματος με κομψή, ευθεία, σταθερή ποιότητα άκρων και ακριβείς μισές διαστάσεις.
Ένα σύστημα πλάσματος CNC μπορεί να έχει κάποιο στυλ «συστήματος εισόδου/εξόδου», ηλεκτρικό σύστημα αντίστοιχου βαθμού που χειρίζεται τις εισόδους και τις εξόδους. Αυτό συμβαίνει συχνά, ωστόσο το CNC ενεργοποιεί το πλάσμα στον αποδεκτό χρόνο, ενεργοποιώντας την έξοδο συνδεδεμένου βαθμού που κλείνει ένα ρελέ, για παράδειγμα. Το CNC χρησιμοποιεί εισόδους για να πιάσει μόλις ξεκινήσει το τόξο πλάσματος και είναι έτοιμο να κάνει ελιγμούς. Αυτές είναι οι βασικές εισροές και εκροές που απαιτούνται, ωστόσο σαφώς είναι συχνά περισσότερες.
Πολλά εναλλακτικά υποσυστήματα και επιλογές είναι συχνά επιπρόσθετα, όπως συστήματα διαχείρισης τάσης τόξου h8, συστήματα λοξοτμήσεων πλάσματος, ενσωματωμένα συστήματα διαχείρισης πλάσματος κ.ο.κ. Ωστόσο, τα βασικά στοιχεία ενός κοπτικού πλάσματος CNC που περιγράφονται παραπάνω θα είναι κοινά για οποιαδήποτε ή όλες αυτές τις μηχανές, από την καλύτερη έως την πιο περίπλοκη.
Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ακόμη μεγαλύτερη ανάπτυξη. Παραδοσιακά τα τραπέζια κοπής των μηχανών ήταν οριζόντια, αλλά τώρα διατίθενται κάθετες μηχανές κοπής πλάσματος CNC, παρέχοντας μικρότερο αποτύπωμα, αυξημένη ευελιξία, βέλτιστη ασφάλεια και ταχύτερη λειτουργία.
