It-tqattigħ robotiku integrat tal-plażma jeħtieġ aktar minn sempliċi torċa mwaħħla mat-tarf tad-driegħ robotiku. L-għarfien tal-proċess tat-tqattigħ tal-plażma huwa essenzjali. teżor
Il-fabbrikanti tal-metall fl-industrija kollha – f'workshops, makkinarju tqil, bini tal-vapuri u azzar strutturali – jistinkaw biex jissodisfaw l-aspettattivi eżiġenti tal-kunsinna filwaqt li jaqbżu r-rekwiżiti tal-kwalità. Huma kontinwament ifittxu li jnaqqsu l-ispejjeż filwaqt li jittrattaw il-problema dejjem preżenti taż-żamma ta' ħaddiema tas-sengħa. In-negozju mhuwiex faċli.
Ħafna minn dawn il-problemi jistgħu jiġu ntraċċati lura għal proċessi manwali li għadhom prevalenti fl-industrija, speċjalment meta jiġu manifatturati prodotti b'forom kumplessi bħal għotjien ta' kontenituri industrijali, komponenti tal-azzar strutturali mgħawġa, u pajpijiet u tubi. Ħafna manifatturi jiddedikaw 25 sa 50 fil-mija tal-ħin tal-magni tagħhom għall-immarkar manwali, il-kontroll tal-kwalità, u l-konverżjoni, meta l-ħin attwali tat-tqattigħ (ġeneralment b'cutter tal-ossifuel jew tal-plażma li jinżamm fl-idejn) huwa biss 10 sa 20 fil-mija.
Minbarra l-ħin ikkunsmat minn proċessi manwali bħal dawn, ħafna minn dawn il-qtugħiet isiru madwar postijiet, dimensjonijiet jew tolleranzi żbaljati tal-karatteristiċi, u jeħtieġu operazzjonijiet sekondarji estensivi bħat-tħin u x-xogħol mill-ġdid, jew agħar minn hekk, Materjali li jeħtieġ li jiġu skrappjati. Ħafna ħwienet jiddedikaw sa 40% tal-ħin totali tal-ipproċessar tagħhom għal dan ix-xogħol u l-iskart ta’ valur baxx.
Dan kollu wassal għal spinta fl-industrija lejn l-awtomazzjoni. Ħanut li awtomatizza operazzjonijiet manwali tat-tqattigħ bit-torċa għal partijiet kumplessi b'ħafna assi implimenta ċellula robotika tat-tqattigħ tal-plażma u, bla sorpriża, ra qligħ kbir. Din l-operazzjoni telimina t-tqassim manwali, u xogħol li jieħu 5 persuni f'6 sigħat issa jista' jsir fi 18-il minuta biss bl-użu ta' robot.
Filwaqt li l-benefiċċji huma ovvji, l-implimentazzjoni tat-tqattigħ robotiku tal-plażma teħtieġ aktar milli sempliċement tixtri robot u torċa tal-plażma. Jekk qed tikkunsidra t-tqattigħ robotiku tal-plażma, kun żgur li tieħu approċċ olistiku u tħares lejn il-fluss tal-valur kollu. Barra minn hekk, aħdem ma' integratur tas-sistema mħarreġ mill-manifattur li jifhem u jifhem it-teknoloġija tal-plażma u l-komponenti u l-proċessi tas-sistema meħtieġa biex jiżgura li r-rekwiżiti kollha jkunu integrati fid-disinn tal-batterija.
Ikkunsidra wkoll is-softwer, li bla dubju huwa wieħed mill-aktar komponenti importanti ta' kwalunkwe sistema robotika ta' qtugħ tal-plażma. Jekk investejt f'sistema u s-softwer huwa jew diffiċli biex tużah, jeħtieġ ħafna għarfien espert biex jitħaddem, jew issib li jieħu ħafna ħin biex tadatta r-robot għat-tqattigħ tal-plażma u tgħallem il-mogħdija tat-tqattigħ, sempliċement qed taħli ħafna flus.
Filwaqt li s-softwer ta' simulazzjoni robotika huwa komuni, ċelloli robotiċi effettivi għat-tqattigħ tal-plażma jużaw softwer ta' programmar robotiku offline li awtomatikament iwettaq programmar tal-mogħdija tar-robot, jidentifika u jikkumpensa għall-ħabtiet, u jintegra l-għarfien tal-proċess tat-tqattigħ tal-plażma. L-inkorporazzjoni ta' għarfien profond tal-proċess tal-plażma hija essenzjali. B'softwer bħal dan, l-awtomazzjoni anke tal-aktar applikazzjonijiet kumplessi tat-tqattigħ tal-plażma robotiku ssir ħafna aktar faċli.
It-tqattigħ bil-plażma ta' forom kumplessi b'ħafna assi jeħtieġ ġeometrija unika tat-torċa. Applika l-ġeometrija tat-torċa użata f'applikazzjoni XY tipika (ara l-Figura 1) għal forma kumplessa, bħal ras ta' reċipjent tal-pressjoni mgħawġa, u żżid il-probabbiltà ta' ħabtiet. Għal din ir-raġuni, torċi b'angoli qawwija (b'disinn "bil-ponta") huma aktar adattati għat-tqattigħ robotiku tal-forma.
It-tipi kollha ta' ħabtiet ma jistgħux jiġu evitati b'flashlight b'angolu qawwi biss. Il-programm tal-parti jrid ikun fih ukoll bidliet fl-għoli tal-qtugħ (jiġifieri l-ponta tat-torċa trid tkun 'il bogħod mill-biċċa tax-xogħol) biex jiġu evitati ħabtiet (ara l-Figura 2).
Matul il-proċess tat-tqattigħ, il-gass tal-plażma jiċċirkola 'l isfel mill-korp tat-torċa f'direzzjoni vortiċi sal-ponta tat-torċa. Din l-azzjoni rotazzjonali tippermetti lill-forza ċentrifugali tiġbed partiċelli tqal 'il barra mill-kolonna tal-gass sal-periferija tat-toqba taż-żennuna u tipproteġi l-assemblaġġ tat-torċa mill-fluss ta' elettroni sħan. It-temperatura tal-plażma hija qrib l-20,000 grad Celsius, filwaqt li l-partijiet tar-ram tat-torċa jdubu f'1,100 grad Celsius. Il-konsumabbli jeħtieġu protezzjoni, u saff iżolanti ta' partiċelli tqal jipprovdi protezzjoni.
Figura 1. Il-korpi standard tat-torċi huma ddisinjati għat-tqattigħ tal-folji tal-metall. L-użu tal-istess torċa f'applikazzjoni b'ħafna assi jżid iċ-ċans ta' ħabtiet mal-biċċa tax-xogħol.
Id-dawrien jagħmel naħa waħda tal-qatgħa aktar sħuna mill-oħra. It-torċi b'gass li jdur lejn l-arloġġ tipikament ipoġġu n-naħa sħuna tal-qatgħa fuq in-naħa tal-lemin tal-ark (meta tħares minn fuq fid-direzzjoni tal-qatgħa). Dan ifisser li l-inġinier tal-proċess jaħdem ħafna biex jottimizza n-naħa t-tajba tal-qatgħa u jassumi li n-naħa l-ħażina (xellug) se tkun ruttam (ara l-Figura 3).
Il-karatteristiċi interni jeħtieġ li jinqatgħu fid-direzzjoni kontra l-arloġġ, bin-naħa sħuna tal-plażma tagħmel qatgħa nadifa fuq in-naħa tal-lemin (in-naħa tat-tarf tal-parti). Minflok, il-perimetru tal-parti jeħtieġ li jinqata' fid-direzzjoni tal-arloġġ. Jekk it-torċa taqta' fid-direzzjoni żbaljata, tista' toħloq kon kbir fil-profil tal-qtugħ u żżid il-ħmieġ fuq it-tarf tal-parti. Essenzjalment, qed tagħmel "qatgħat tajbin" fuq l-iskart.
Innota li l-biċċa l-kbira tal-imwejjed tat-tqattigħ tal-pannelli tal-plażma għandhom intelliġenza tal-proċess inkorporata fil-kontrollur rigward id-direzzjoni tal-qtugħ tal-ark. Iżda fil-qasam tar-robotika, dawn id-dettalji mhumiex neċessarjament magħrufa jew mifhuma, u għadhom mhumiex inkorporati f'kontrollur tipiku tar-robot - għalhekk huwa importanti li jkollok softwer ta' programmar tar-robot offline b'għarfien tal-proċess tal-plażma inkorporat.
Il-moviment tat-torċa użat biex tittaqqab il-metall għandu effett dirett fuq il-konsumabbli tat-tqattigħ tal-plażma. Jekk it-torċa tal-plażma tittaqqab il-folja fl-għoli tat-tqattigħ (qrib wisq tal-biċċa tax-xogħol), ir-recoil tal-metall imdewweb jista' jagħmel ħsara malajr lit-tarka u ż-żennuna. Dan jirriżulta fi kwalità fqira tat-tqattigħ u ħajja mnaqqsa tal-konsumabbli.
Għal darb'oħra, dan rarament jiġri f'applikazzjonijiet ta' qtugħ ta' folji tal-metall b'gantry, peress li l-grad għoli ta' kompetenza tat-torċa diġà huwa inkorporat fil-kontrollur. L-operatur jagħfas buttuna biex jibda s-sekwenza tat-titqib, li tibda serje ta' avvenimenti biex tiżgura l-għoli xieraq tat-titqib.
L-ewwel, it-torċa twettaq proċedura ta' skoperta tal-għoli, ġeneralment bl-użu ta' sinjal ohmiku biex tiskopri l-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol. Wara li tpoġġi l-pjanċa, it-torċa tinġibed lura mill-pjanċa sal-għoli tat-trasferiment, li hija d-distanza ottimali biex l-ark tal-plażma jiġi trasferit lejn il-biċċa tax-xogħol. Ladarba l-ark tal-plażma jiġi trasferit, jista' jisħon kompletament. F'dan il-punt it-torċa tiċċaqlaq sal-għoli tat-titqib, li hija distanza aktar sigura mill-biċċa tax-xogħol u aktar 'il bogħod mill-blowback tal-materjal imdewweb. It-torċa żżomm din id-distanza sakemm l-ark tal-plażma jippenetra kompletament il-pjanċa. Wara li d-dewmien tat-titqib ikun komplut, it-torċa tiċċaqlaq 'l isfel lejn il-pjanċa tal-metall u tibda l-moviment tat-tqattigħ (ara l-Figura 4).
Għal darb'oħra, din l-intelliġenza kollha ġeneralment tkun mibnija fil-kontrollur tal-plażma użat għat-tqattigħ tal-folji, mhux fil-kontrollur tar-robot. It-tqattigħ robotiku għandu wkoll saff ieħor ta' kumplessità. It-titqib fl-għoli żbaljat huwa ħażin biżżejjed, iżda meta taqta' forom b'ħafna assi, it-torċa tista' ma tkunx fl-aħjar direzzjoni għall-biċċa tax-xogħol u l-ħxuna tal-materjal. Jekk it-torċa ma tkunx perpendikolari mal-wiċċ tal-metall li tittaqqab, tispiċċa taqta' sezzjoni trasversali eħxen milli meħtieġ, u taħli l-ħajja tal-konsumabbli. Barra minn hekk, it-titqib ta' biċċa tax-xogħol ikkontornata fid-direzzjoni żbaljata jista' jpoġġi l-assemblaġġ tat-torċa qrib wisq tal-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, u jesponiha għal blowback tat-tidwib u jikkawża ħsara prematura (ara l-Figura 5).
Ikkunsidra applikazzjoni robotika ta' qtugħ bil-plażma li tinvolvi t-tgħawwiġ tar-ras ta' reċipjent tal-pressjoni. Simili għat-tqattigħ tal-folji, it-torċa robotika għandha titqiegħed perpendikolari mal-wiċċ tal-materjal biex tiżgura l-irqaq sezzjoni trasversali possibbli għall-perforazzjoni. Hekk kif it-torċa tal-plażma toqrob lejn il-biċċa tax-xogħol, tuża s-sensing tal-għoli sakemm issib il-wiċċ tal-kontenitur, imbagħad tirtira tul l-assi tat-torċa biex tittrasferixxi l-għoli. Wara li l-ark jiġi trasferit, it-torċa terġa' tiġi rtirata tul l-assi tat-torċa biex tittaqqab l-għoli, b'mod sigur 'il bogħod mill-blowback (ara l-Figura 6).
Ladarba jiskadi d-dewmien tat-titqib, it-torċa titniżżel sal-għoli tat-tqattigħ. Meta jiġu pproċessati l-kontorni, it-torċa tiddawwar fid-direzzjoni tat-tqattigħ mixtieqa simultanjament jew fi stadji. F'dan il-punt, tibda s-sekwenza tat-tqattigħ.
Ir-robots jissejħu sistemi overdeterminati. Madankollu, hemm diversi modi kif wieħed jasal għall-istess punt. Dan ifisser li kull min jgħallem robot jiċċaqlaq, jew xi ħadd ieħor, irid ikollu ċertu livell ta' kompetenza, kemm jekk fil-fehim tal-moviment tar-robot kif ukoll fir-rekwiżiti tal-magni tat-tqattigħ tal-plażma.
Għalkemm it-tagħlim pendants evolva, xi kompiti mhumiex intrinsikament adattati għall-ipprogrammar tat-tagħlim pendant—speċjalment kompiti li jinvolvu numru kbir ta' partijiet imħallta ta' volum baxx. Ir-robots ma jipproduċux meta jiġu mgħallma, u t-tagħlim innifsu jista' jieħu sigħat, jew saħansitra jiem għal partijiet kumplessi.
Softwer ta' programmar ta' robots offline iddisinjat b'moduli tat-tqattigħ tal-plażma se jinkorpora din l-għarfien espert (ara l-Figura 7). Dan jinkludi d-direzzjoni tat-tqattigħ tal-gass tal-plażma, is-sensing tal-għoli inizjali, is-sekwenzar tat-titqib, u l-ottimizzazzjoni tal-veloċità tat-tqattigħ għall-proċessi tat-torċa u tal-plażma.
Figura 2. Torċi li jaqtgħu ("bil-ponta") huma aktar adattati għat-tqattigħ robotiku tal-plażma. Iżda anke b'dawn il-ġeometriji tat-torċi, l-aħjar li jiżdied l-għoli tat-tqattigħ biex jitnaqqas iċ-ċans ta' ħabtiet.
Is-softwer jipprovdi l-għarfien espert tar-robotika meħtieġ biex jiġu pprogrammati sistemi overdeterminati. Jimmaniġġja singularitajiet, jew sitwazzjonijiet fejn l-end-effector robotiku (f'dan il-każ, it-torċa tal-plażma) ma jistax jilħaq il-biċċa tax-xogħol; limiti tal-ġonta; overtravel; rollover tal-polz; skoperta ta' ħabtiet; assi esterni; u ottimizzazzjoni tal-mogħdija tal-għodda. L-ewwel, il-programmatur jimporta l-fajl CAD tal-parti lesta fis-softwer tal-ipprogrammar tar-robot offline, imbagħad jiddefinixxi t-tarf li għandu jinqata', flimkien mal-punt tat-titqib u parametri oħra, filwaqt li jqis ir-restrizzjonijiet tal-ħabtiet u l-firxa.
Xi wħud mill-aħħar iterazzjonijiet tas-softwer tar-robotika offline jużaw l-hekk imsejjaħ programmazzjoni offline ibbażata fuq il-kompiti. Dan il-metodu jippermetti lill-programmaturi jiġġeneraw awtomatikament mogħdijiet tat-tqattigħ u jagħżlu profili multipli f'daqqa. Il-programmatur jista' jagħżel selettur tat-tarf tat-triq li juri t-triq u d-direzzjoni tat-tqattigħ, u mbagħad jagħżel li jibdel il-punti tal-bidu u tat-tmiem, kif ukoll id-direzzjoni u l-inklinazzjoni tat-torċa tal-plażma. Il-programmazzjoni ġeneralment tibda (indipendentement mill-marka tad-driegħ robotiku jew tas-sistema tal-plażma) u tipproċedi biex tinkludi mudell speċifiku ta' robot.
Is-simulazzjoni li tirriżulta tista' tqis kollox fiċ-ċellula robotika, inklużi elementi bħal ostakli tas-sigurtà, tagħmir, u torċi tal-plażma. Imbagħad tikkunsidra kwalunkwe żball kinematiku u ħabtiet potenzjali għall-operatur, li mbagħad jista' jikkoreġi l-problema. Pereżempju, simulazzjoni tista' tiżvela problema ta' ħabta bejn żewġ qatgħat differenti fir-ras ta' reċipjent tal-pressjoni. Kull inċiżjoni tinsab f'għoli differenti tul il-kontur tar-ras, għalhekk moviment rapidu bejn l-inċiżjonijiet irid iqis l-ispazju meħtieġ—dettall żgħir, solvut qabel ma x-xogħol jilħaq l-art, li jgħin biex jelimina l-uġigħ ta' ras u l-ħela.
Nuqqas persistenti ta' ħaddiema u domanda dejjem tikber mill-klijenti wasslu biex aktar manifatturi jduru lejn it-tqattigħ robotiku bil-plażma. Sfortunatament, ħafna nies jidħlu fl-ilma sempliċement biex jiskopru aktar kumplikazzjonijiet, speċjalment meta n-nies li jintegraw l-awtomazzjoni ma jkollhomx għarfien tal-proċess tat-tqattigħ bil-plażma. Din it-triq twassal biss għal frustrazzjoni.
Integra l-għarfien dwar it-tqattigħ tal-plażma mill-bidu, u l-affarijiet jinbidlu. Bl-intelliġenza tal-proċess tal-plażma, ir-robot jista' jdur u jiċċaqlaq kif meħtieġ biex iwettaq l-aktar titqib effiċjenti, u jestendi l-ħajja tal-konsumabbli. Jaqta' fid-direzzjoni korretta u jimmanuvra biex jevita kwalunkwe ħabta mal-biċċa tax-xogħol. Meta jsegwu din it-triq ta' awtomazzjoni, il-manifatturi jaħsdu l-benefiċċji.
Dan l-artiklu huwa bbażat fuq “Avvanzi fit-Tqattigħ bil-Plażma Robotiku 3D” ippreżentati fil-konferenza FABTECH tal-2021.
FABRICATOR hija r-rivista ewlenija tal-industrija tal-iffurmar u l-fabbrikazzjoni tal-metall fl-Amerika ta' Fuq. Ir-rivista tipprovdi aħbarijiet, artikli tekniċi u każijiet li jippermettu lill-manifatturi jagħmlu xogħolhom b'mod aktar effiċjenti. FABRICATOR ilha sservi l-industrija mill-1970.
Issa b'aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' The FABRICATOR, aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.
L-edizzjoni diġitali ta’ The Tube & Pipe Journal issa hija kompletament aċċessibbli, u tipprovdi aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.
Gawdi aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' STAMPING Journal, li tipprovdi l-aħħar avvanzi teknoloġiċi, l-aħjar prattiki u aħbarijiet tal-industrija għas-suq tal-ittimbrar tal-metall.
Issa b'aċċess sħiħ għall-edizzjoni diġitali ta' The Fabricator en Español, aċċess faċli għal riżorsi siewja tal-industrija.
Ħin tal-posta: 25 ta' Mejju 2022
