Подробное руководство по станкам ЧПУ плазменной резки: особенности, преимущества и применение

Основы

Станок ЧПУ плазменной резки, также известный как ЧПУ плазменный резак, обычно используется для резки металлов для широкого разнообразия целей. Плазменный ЧПУ станок — это станок, который применяет подход плазменной резки в ЧПУ обработке. В обычной ЧПУ операции обработки, сверла или режущие инструменты используются для резки заготовок или удаления нежелательных частей от заготовок физической силой прокола, проникновения или нарезания. С другой стороны, плазменный ЧПУ станок не использует обычные режущие инструменты, а струю горячей плазмы.

Эти типы машин особенно подходят для операций обработки, вовлекающих электрически проводящие материалы. Например, материалы такие как сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь или медь все могут быть резаны плазменным факелом. Есть больше металлических материалов, которые могут быть резаны плазменными ЧПУ машинами. Плазменная резка также может быть применена в других промышленных настройках, таких как фабрикация, авторемонт и реставрация, строительство и т.д.

Что такое плазма?

Плазма считается четвертым состоянием материи, кроме твердого, жидкого и газа. Как мы знаем, материя меняет свое состояние из одного в другое через изменение температуры, нагрев или охлаждение. Природа изменения температуры — это динамика энергии. Базовое правило идет так: когда твердое вещество нагревается, оно постепенно плавится и превращается в жидкость. Когда оно дальше нагревается, жидкость испаряется в газ. Так где плазма в этом?

Просто и прямо, когда газ или пар еще дальше нагревается, газ становится ионизированным и электрически проводящим и превращается в плазму. Плазменный резак передает энергию от электрически проводящего газа к электрически проводящим материалам, металлическим заготовкам. Процесс, передающий энергию от плазмы к заготовкам, вызывает удаление частей, которые плазма контактирует.

Способ, которым части заготовок удаляются или разбираются плазмой, более похож на электроэрозийную обработку или лазерную резку, чем на традиционную ЧПУ обработку. Вместо физического разбора частей заготовки, плазма плавит или испаряет части прочь. Плазменная резка считается одной из мер точной резки в ЧПУ обработке.

Конструкция и принцип работы

Существует три основных компонента плазменного ЧПУ станка: блок питания, консоль запуска плазменной дуги и плазменный факел. Блок питания плазменного резака конвертирует переменное напряжение в постоянное постоянное напряжение, которое варьируется от 200 до 400 ВDC. Постоянное напряжение должно быть постоянным для поддержания плазменной дуги во время процесса резки. Система блока питания также контролирует выходной ток на основе количества, которое нужно для прорыва определенных типов и толщины материалов. Чем толще или более жесткая заготовка, тем больше выход электрического тока требуется.

ЧПУ плазменная машина обычно несет плазменный факел, и факел может быть двинут по пути, направленному компьютером. Термин «ЧПУ» относится к «Компьютерному числовому управлению», означая, что компьютер используется для направления движения машины на основе числовых кодов в программе.

Факел ЧПУ плазменной резательной машины может резать в сталь, нержавеющую сталь, алюминий, латунь и медь, а также другие проводящие металлы. Он часто развертывается в фабрикационных мастерских, авторемонтных и реставрационных мастерских, промышленном строительстве или операциях утилизации и скрапинга.

Благодаря высокой скорости и точной природе этих резаков, использование плазменной резки широко распространено от крупномасштабных промышленных ЧПУ применений до небольших любительских мастерских. Но есть даже более критичные компоненты, заслуживающие взгляда:

• Факел и контроллер факела: Для резки деталей из металлических листов, ЧПУ направляет движение факела. Программа детали затем отвечает за то, когда включать и выключать факел. Эти программы деталей обычно создаются куском программного обеспечения, называемым «постпроцессор», который может взять геометрию детали из CAD файла и перевести ее в язык (обычно называемый M-кодами и G-кодами), который ЧПУ способен читать.
• Приводная система: ЧПУ плазменная резательная машина также включает приводную систему, состоящую из усилителей привода, моторов, энкодеров и кабелей. Есть как минимум два мотора для оси X и оси Y соответственно. Есть тогда усилитель привода для каждого мотора, который берет сигнал низкой мощности от ЧПУ и трансформирует его в сигнал высокой мощности для инициации мотора. Каждая ось включает механизм обратной связи, типично энкодер, который генерирует цифровой сигнал для указания, насколько далеко ось проехала. Кабели затем направляют мощность к мотору от усилителя и несут позиционные сигналы от энкодера обратно к ЧПУ.
• Система ввода-вывода: ЧПУ плазменный резак будет иметь электрическую систему, заботящуюся о входах и выходах. Это по сути то, как плазма включается ЧПУ в оптимальное время. Например, это может быть сделано включением выхода, который замыкает реле. ЧПУ плазменного резака использует входы как подсказку к тому, когда плазменная дуга инициирована и готова к движению. Это самые фундаментальные входы и выходы, требуемые, но очевидно, может быть много больше.

Многие другие особенности могут быть дополнены к ЧПУ плазменному резаку, такие как системы контроля высоты напряжения дуги, плазменные фаскальные системы, интегрированные плазменные системы контроля и так далее. Тем не менее, основы ЧПУ плазменного резака, описанные выше, будут общими для всех таких машин, от простейших до самых сложных.

Принцип работы объяснен

Как упоминалось выше, плазменный газ актуируется дугами, генерируемыми электродом от источника питания. Первый — пилотная дуга и за ней следует главная дуга.

Когда источник питания операционируется, он приложил бы отрицательное напряжение к электроду, который является катодом пилотной цепи дуги. Затем временное положительное напряжение помещалось на сопло, которое является анодом пилотной цепи дуги, и пилотная дуга затем инициировалась. Как пилотная дуга течет через отверстие сопла к заготовке, главная цепь дуги была бы сгенерирована и фактическая операция резки была бы приведена к увеличению до оптимального резающего ампеража.

Когда сопло открывается главной дугой, плазменная машина производила бы плазму до 20,000°C и двигалась бы к заготовке. Как только тепло дано заготовке, локальная заготовка начинает плавиться испаряющимся плазменным газом. После того как локальная заготовка полностью ослаблена, желаемые части материала на заготовке начинают быть удалены. В то время, ток и сопло контролировали бы поток плазменного газа, чтобы преследовать самые точные разрезы и уменьшить деформацию продуктов.

Когда все готово, факел плазменной машины следовал бы инструкциям ЧПУ программы, чтобы двигаться через поверхность заготовки с подходящей скоростью и требуемым движением. После этого желаемые разрезы были бы сделаны на заготовке с оптимальной точностью и гладкими отделочными поверхностями, как необходимо.

Преимущества и затраты

ЧПУ контролируемые плазменные машины обеспечивают оптимальную точность финальных деталей. Кроме того, даже более толстые материалы могут быть обработаны просто регулировкой источника питания. Поэтому они могут быть использованы в разнообразии применений. Более того, плазменные резаки позволяют более низкие оборудования и операционные затраты, что делает его резательной машиной с высокой ценностью и эффективностью.

Затраты

ЧПУ плазменные резаки, особенно факелы, когда-то были довольно дорогими. По этой причине они обычно находились только в профессиональных сварочных мастерских и очень хорошо заполненных частных гаражах и мастерских. Однако современные плазменные факелы становятся дешевле и теперь в ценовом диапазоне многих любителей, которые могут быть менее $300.

Старые единицы могут быть очень тяжелыми, но все еще переносимыми, в то время как некоторые более новые с инверторной технологией весят совсем немного, но равны или превосходят возможности старых.

Безопасность оператора для плазменной обработки

Для обеспечения безопасности тех, кто оперирует ЧПУ плазменный резак, нужны правильная защита глаз и лицевые экраны для предотвращения повреждения глаз (т.е. дуговая болезнь глаз) так же как повреждения от обломков.

Кожаные перчатки, фартук и куртка также рекомендуются для предотвращения ожогов от искр и горячего металла. Работа в чистой зоне, свободной от легковоспламеняющихся жидкостей, материалов и газов, очень важна. Искры и горячий металл от плазменного резака могут быстро вызвать пожары, если они не изолированы от легковоспламеняющихся объектов.

Плазменные резаки могут посылать горячие искры до 5 футов прочь в определенных ситуациях. Оператор машины обычно слеп к любому пожару, который начался, потому что они за своим лицевым экраном. Примите меры предосторожности, чтобы убедиться, что ваша рабочая зона свободна от пожарных опасностей.